#我国科学家突破人工合成淀粉技术# 人工合成淀粉新突破,“喝西北风”成为fashion的时代还远吗?

近日,我国科学家突破二氧化碳人工合成淀粉技术,这是我国继上世纪60年代在世界上首次完成人工合成结晶牛胰岛素之后,中国科学家又在人工合成淀粉方面取得重大颠覆性、原创性突破——国际上首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成。

这是我国科学领域的第二次巅峰突破,合成的可是淀粉这种复杂有机物,这也是我们粮食的主要成分!

这真的是 颠覆性科技,“喝西北风”也许会成为fashion(哈哈)!今天就来和大家解读下这份重大的科技突破~

01,此次合成的特点
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这篇论文题目是《Cell-free chemoenzymatic starch synthesis from carbon dioxide》

从题目中可以看出,这个合成最大的特点是:不使用细胞(cell-free)。因为在自然界中,用细胞是可以从二氧化碳来合成淀粉的,相信你一定知道,这就是著名的光合作用嘛。

但是,光合作用的问题是,必须要有叶绿体的细胞生物才能完成,对于地球上绝大多数生物来说,这就是植物以及部分动物,那要求就非常的多了。

而这次研究的特点就是:纯工业/实验室合成。

这个研究的路线图如下:

简单的说一下,这个实验的做法是:

首先将二氧化碳用无机催化剂还原为甲醇。
然后甲醇被转换成为三碳
接下来是三碳合成六碳
最后,聚合成为淀粉。

和标准天然淀粉对比,其结构基本一致

无论是吸收峰,还是核磁共振信号,都佐证了这种合成和天然淀粉非常接近了。
下图是合成的淀粉实物图。

02,淀粉合成的意义
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淀粉合成的意义,我们从小往大来说:

1,步骤简单

这次合成只需要不多的步骤,而与之对比,自然界中生物从二氧化碳合成淀粉,需要大约60个生化反应,且需要复杂的生理调节。

而这个人工合成,大概11个步骤。

这里需要特别注意的是,科学家们并不是将60多步删删减减,就得到11步,而是重新设计出了一条路。他们首先从很多种生物的生物化学反应中,计算出了一条极简路径,但是这个路径是计算出来的,实际操作中各个步骤之间不太兼容,比如所需要的反应条件不太一样。科学家们又通过模块化思维,选择不同的反应过程,才摸索出了这条11步的反应路径。

2,速度快,效率高

这次实验室合成的速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍

In a chemoenzymatic system with spatial and temporal segregation, ASAP, driven by hydrogen, converts CO2to starch at a rate of 22 nanomoles of CO2per minute per milligram of total catalyst, an ~8.5-fold higher rate than starch synthesis in maize.
理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩玉米地的年产淀粉量。这条新路线使淀粉生产方式从传统的农业种植向工业制造转变成为可能,为从CO2合成复杂分子开辟了新的技术路线。
此外,根据报道,其效率也高,自然界合成淀粉的效率约为2%(玉米),而工业合成效率可以达到10%以上。

受天然光合作用的启发,科研人员在太阳能分解水制绿氢的技术上,进一步开发了高效的化学催化剂,把二氧化碳还原成甲醇等更容易溶于水的一碳化合物(也就是C1),完成了光能——电能——化学能的转化,该过程的能量转化效率超过10%,远超光合作用的能量利用效率(2%),也为后续进一步采用生物催化合成淀粉奠定了理论基础。

3,远景

解决农业问题,民以食为天,一直以来,农业问题关乎了人类的生死存亡。而采用这种工业办法,可以解决农业所需的耕地、淡水资源,也能够避免农药和化肥等的使用,改善粮食安全。

我国的耕地面积为150多万平方千米,占国土面积的16%左右,也就是说,不到五分之一,剩下五分之四的国土面积都是不能作为耕地的,这也使得我国的粮食问题一直非常严峻。

有了这种技术,高山峡谷,沙漠,冰原,这些地方都可以成为农业产地。

自古以来我国的漕运体系,都是需要非常忙碌的转运粮食等物资,而有了这项技术,北方甚至更北的地方直接可以生产淀粉了,那南北的差距也可以得到很好的缓解。

4,温室问题?全球变暖呢?

全球变暖可以说是这些年来一直困扰全人类的问题

让很多人一直担忧,而造成全球变暖的核心因素在于二氧化碳这种温室气体。

工业生产,汽车排放等等都是导致二氧化碳增多的因素,虽然植物一直在持续固定二氧化碳,但是还是比不上二氧化碳的排放。

但是有了这种技术,那直接把二氧化碳固定下来,这效率比农业和植物快多了,那是不是温室气体问题就可以解决了?

5,更遥远的未来

空间站,甚至走向宇宙都是可以解决的。过去我们预想中的解决宇宙远行问题,必须携带粮食,要不就是让人类进入冬眠来减少能量消耗。

而即便进入了宇宙深处,只要醒来,那总是需要粮食的。所以才有了很多外星种田的科幻,比如去火星种土豆的《火星救援》。

可是有了人工合成淀粉,那这些问题都可以得到很好的解决,甚至在不毛之地,只要有二氧化碳和相关材料,直接合成淀粉。

比如,火星大气主要是二氧化碳,比例高达96%,那简直是新的粮仓啊。

而且,二氧化碳本身还是人体代谢的废物,可以直接循环起来。

6,一个问题:能量!

淀粉到二氧化碳,是一个逐步放能的过程。

然后葡萄糖再变成二氧化碳

而这一步相当于逆流而上,必然需要能量。

那么,能量从何而来?

其实,和很多人想象的不同,这个研究的重大意义之一,就在于,他们采用的能量就是太阳能。

这也是本文的另一个合作单位中科院大连化物所的“液态阳光”——把太阳能变成液体燃料,科学家们形象地称其为“液态阳光”。这一技术是由中科院大连化物所的李灿院士主导研究。

当然,这里的能耗肯定要超出这个需求,所以需要额外能源。目前研究很多的新能源,尤其是核能了,希望50年能够实现可控核聚变。

最后,我想一定会有人说,这技术离应用还早呢,这是必然的,但是这种重要性,相信谁都看得到。

曾有一个贵妇人质问电的发现者法拉第:“电有什么用呢?”法拉第巧妙地反问道:“新生婴儿有什么用呢?”

ps:不要轻易觉得自己比science聪明哈

论文链接:DOI:10.1126/science.abh4049

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【中天街的古风今韵——“荆城老记忆 智慧新中天”系列报道之人文篇】历史人文老街,荆门老城区的很多街道能纳入它的广义范畴。如今,这些街道有的湮没在了历史的长河中,有的则旧貌换新颜继续焕发出勃勃生机,在岁月的年轮上镌刻下一圈圈厚重的人文积淀。中天街就是这一特别的存在:匆匆过客见到的是她蓬勃的商业和如织的人流;懂她的人会说,这条岁月痕迹深刻的老街无可替代!

 锻身骨——与生俱来的商业基因

  “无商不活”。位于江汉平原西部的荆门,旧时古城以城墙为界,枕荆门山脉东南麓,因周围盛产粮食、木材、木炭、煤炭及水果、干果、药材等,而成为一座商贾往来的山城。

  中天街商圈的商业基因,已然深埋于彼时。

  抗日战争爆发后,荆门城关的商业格局在炮火纷飞中支离破碎,直至1949年解放。1950年,荆门县政府对城区街道进行了调整布局,解放街、工商街、团结街、建设街、民主街5条街道显现雏形,商贾重操旧业,农民进城买卖,城区得以续写昨日的商业篇章。

  挖掘中天街的商业魅力,“谈古”,或许只能通过史料和档案;“论今”,感悟最深的还是居住在这里的人。

  1984年出生在解放路(今中天街)的市民魏星告诉记者,耳濡父母和祖辈回忆,目染自己的生活,他打小就对这条荆门老街产生了深厚的感情。

  “据说,我出生那会儿,竹皮河水清得可以淘凉面;糖酒副食品公司门口,有位免费供应凉茶的老红军爷爷。1996年以前,每逢暑假,父亲就带我去文明湖里抓石头蟹。2002年国足闯进世界杯决赛,东方百货和中商百货门前的电子屏成为市民的看球胜地。记忆深刻的还有美食,比如荆门旅社的砂锅米粉、筱宴春五毛钱的红枣稀饭和两块五的牛肉面、工商街以前每晚6点的宵夜摊、香港美食城盒饭里的粉蒸肉、国药商场路口的臭豆腐、小银狐巷子的宵夜,等等。”谈起自己与中天街的故事,魏星滔滔不绝。

  他说,金虾河商城、糖酒副食品公司、东升照相馆、凤台商场、美佳乐商城、工会溜冰场、荆门商业大厦、人民商场、荆门粮店、龙泉街道办事处、新华书店、白云酒楼、老大同音响、工商街网吧一条街等,在他看来都是中天街的符号,映射着商圈的辉煌与荣耀,已然成为自己人生记忆中不可或缺的一部分。

  养气质—— 浓厚悠久的治学氛围

  中天街在荆门城区的“中心”地位,自古便有。如果说州治官署的坐落引来商贾云集,那么象山(古称蒙山)脚下的清朗之气,便是学士名家治学修身所向。

  在中天街街区范围之内,龙泉中学、海慧中学、实验小学、红旗小学、实验幼儿园、商业幼儿园等荆门市顶呱呱的教育资源在这里汇聚。虽然城市发展框架正在拉伸,但数百年来积淀于此的文化气息亘古不移。

  清乾隆十九年(1754年),荆门知州舒成龙在象山东麓南宋设立书塾的遗址上,建成了闻名遐迩的龙泉书院,其内三堂(德育堂、洗心堂、东山草堂)、两馆(春华馆、秋实馆)、两斋(敬业斋、乐群斋)、两轩(寄畅轩、会心轩)、一园(荆园)组成了一个结构匀称、古朴苍劲的建筑群。后任在此基础上,又建文明楼和尺木楼。1906年,龙泉书院改为龙泉中学。

  如今,文明楼、洗心堂等坐落龙泉中学校园,模样依旧风韵古朴,与学府北侧的老莱山庄、东边的来龙桥、下淌的竹皮河、西面的陆九渊讲经台、南卧的文明湖形成了极具特色的古蒙山文化圈,让中天街从此便与众不同。

  始称荆门州高等小学堂的荆门市实验小学,也坐落于此。在历史的长河中,虽然校址几经迁移,校名多次更改,但它始终与龙泉中学一样,承继着教育的时代精髓,渲染着可歌可泣的红色印记。

  “我是京山人,1966年毕业于华中师范大学,1967年分配到沙洋后港中学任教。分配工作前,我在解放街荆门旅社住了近一个月,那时街道还很破旧,雅斯那块好像是一栋两层楼的木结构商场,人走上去楼板吱吱呀呀的,里面布匹鞋帽啥都有。整条街最气派的,当属我们住的荆门旅社,吃饭在大同餐馆,四五角钱就能吃得很好!那时,荆门城区人口不多,我还在给同学写的信中说‘大街上一竹竿都打不到几个人’呢……”龙泉中学78岁的退休语文教师袁孝坤回忆道。

  作为校史的执行主编,袁孝坤老人对中天街这一片区的人文风貌十分了解,例如学校操场以前是竹皮河和菜地、海慧路口是山坡、县小学在龙泉中学这块待过、原市公安局往中天街拐角处是个小型看守所等,一系列如今已湮没于时代大潮的画面,他却依然记忆犹新。

  “龙泉书院和许多古书院一样,是非常珍贵的历史遗迹。这是先人留给我们的宝贵文化遗产。希望青少年学生们,仰古人之风范,静下心来多读书,不断提升精神境界!”曾经带过七届高中毕业班的袁孝坤老师说。

  铸精神——生生不息的创业情怀

  如果说,商业综合体是时下商业模式的主流;那么,中天街更像是一座开放式的商业综合体。在这艘几代商业人励精图治、精心打造的商业巨舰上,“淘汰”不是威胁,如何走得稳、走得远,才是他们所思考和追求的。

  “我们做生意的有一句话:三十年河东,三十年河西。商业做起来,要靠天时地利人和,掌舵的眼光也很重要。”一位在中天街做了数十年生意的业内人士介绍。他说,上世纪九十年代至今,中天街也涌现出不少商业发展的“弄潮儿”,尽管其中有人曾为同行敲响了警钟,但他们在商业领域的创业故事,至今仍为许多后来人所铭记。

  历史老街奠定了中天街优良的商业基因,成长于此的商业翘楚或多或少带点从商天赋,也吸引了一批批有理想、有抱负的创业者在此追梦。

  在解放商都一楼“奔仔”童鞋专柜的商户许大菊,便是众多创业者之一。中天街的打拼岁月,填满了她的前半生。

  “我1996年进来做生意,那时中天街还叫解放街,街道在高大的梧桐树下,颇具韵味。后来,因树根生长影响建筑安全,就全部被移走了。当初,解放商都和金亿商城、劝业城、恒凯商城、雅斯购物广场一起,是中天街相对较集中的商品零售集散地。起初,我在解放商都租了个小格子卖童装,中途退出开过书店、影碟店等,但没几年还是回到了这里继续卖童鞋。当时,很多人一门心思想上班过稳定日子,我却选择了创业,这份勇气不知是从哪来的,或许是生活所迫,也或许是内心想证明自己吧……”许大菊介绍,“20多年来,商场的商家经过几代更迭,老面孔不多了,而这也许恰恰是我敢于坚持的缘故。相信随着中天街改造得越来越好,我的生意也能做得更好!”许大菊说,对于中天街小创业者而言,愿望不外乎三个:租金实惠、有户外广场促销及街区特色。她表示,她将带着祖辈不怕苦、吃亏是福的智慧,继续前行。

  荆门市作家协会会员杨秀清在中篇小说《华隆女人》中写道:“28岁的姚穗穗决心还是从站柜台做起。这次不是站在商场,而是要站在中天街的华隆小商品市场从事私营……”小说以在原华隆小商品市场自主创业的下岗女职工们为原型,将中天街以文化的形式输出,曾荣获湖北省首届网络小说大赛二等奖。“之所以选择华隆,因为它就是上世纪九十年代荆门发展的缩影。”杨秀清告诉记者。

  一代代创业者被时代浪潮颠簸,又在这股力量中聚到一起,改变着下一个潮头的走向。唯有奋斗,是永恒的旋律。历经沧桑的中天街既是繁华喧闹的商业街区,更是百年烟火味的象征与传承。

  烟火依然,中天街的美好必将延续……(记者 李蕾蕾 通讯员 彭迎兵)

#泰国星暹新闻#【惊曝!泰国议员已接种2剂疫苗,仍在国会上感染新冠】
9月22日,孔敬府议员提第南先生,确诊后接受记者采访称,目前正在医院接受治疗,症状稳定,不确定哪天感染的,估计是在9月17日的国会上感染的,因为是自参会后就没有到过其他地方。

提第南先生称,每3天一测的ATK检测都正常,但曾有过密切接触的人士在9月19日回孔敬府前确诊,于是当时立即做了检测,结果还是阴性,所以就启程回孔敬府。同时还向孔敬公共卫生部做了报备,并在私立医院做了RT-PCR检测,结果为阳性。

记者报道称,提第南先生在个人脸书上公布:我有紧急事件要公布,我的密切接触者已经在9月19日确诊,回到孔敬,我在9月20日11点到医院做RT-PCR检测,19点确诊为阳性,20:30入院治疗,以下为我此前七天的时间线。

9月13日早晨在孔敬家里,14:30到当地客运站停留30分钟,和工作人员交谈,期间两人全程佩戴口罩,晚上ATK检测为阴性。
9月14日乘坐私家车到孔敬机场,搭乘微笑航空 WE43次班机前往曼谷, 座位号为31K,抵达后乘坐出租车到住所,随后未出门。
9月15日早晨参加国会,9:30-12:00为理事会事务委员会会议时间,全天会议结束后返回住所。
9月16日全天参加国会,晚上ATK检测为阴性。
9月17日全天参加国会,结束后返回住所。
9月18日全天在住所,因眼睛发炎曾到班色区莲花超市药店买药,晚上ATK检测为阴性。
9月19日乘坐私家车返回孔敬,期间得知密切接触者确诊,到家ATK检测仍为阴性。
9月20日11:00 到私立医院做RT-PCR检测,19:00确诊为阳性,20:30进医院治疗。

提第南表示对于自己没有做到真正的安全防疫十分抱歉,虽然每天都戴口罩,勤洗手,每3天都做ATK检测。最后请7天内和我有密切接触的人迅速到医院检测。


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