#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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#爱心粥屋连续5天为近万人送上热饭# 【百家姓·爱心粥:暴雨后成中转站,24小时不间断,连续5天为近万人送上热饭】“真是对不起大家,因为物资需要优先供给咱们河南的受灾地区,今天准备的东西不多,但我们尽量保证让大家都吃饱!”

7月27日凌晨4点,河南省郑州市郑东新区一家“姓氏粥铺”的灯悄悄亮起。打开锁,穿上红马甲,几个志愿者在厨房开始忙碌了起来。几百个馒头摆上蒸笼,一盆米淘洗干净下锅,茄子土豆切块大火爆炒,再加热一锅煮好的茶叶蛋……一切工作有条不紊的进行着。

清晨五点半,粥铺外台阶上,环卫工、保安、孤寡老人……坐等的人群已经排起了长龙,台阶上放着两盆用来洗手的水。志愿者把早餐摆好后告诉大家,因为物资优先供给灾区和救援人员,今天粥菜可以再添,但馒头和茶叶蛋可能不太够,说完带着歉意和对爱心资助企业、人士的谢意深深鞠了一躬。

安静的人群中响起了掌声。

5天为近万人次送去热饭

“百家姓·爱心粥,就是为老百姓送上一碗粥的爱心”。在厨房掌勺,从4点忙碌到6点半,这间“百家姓·爱心粥”的发起人之一、志愿者张清才抽出空坐下来休息一会儿。

从2020年9月21日开张起到7月27日为止,这间粥铺已经累计奉粥308天了。粥铺并不售卖任何商品,只白天开门,在清晨免费发放早餐,其余时间为需要帮助的人提供一些力所能及的帮助。但从7月21日至26日,这里由供应免费早餐转变为24小时不间断煮粥、送餐。

“暴雨过后,为了给郑州市内和周边地区送热菜热汤,我们志愿者连夜去敲商家的门买了八个铁皮桶送过来”,张清说。

“最早是在群里看到消息,儿童福利院紧缺物资。”志愿者王瑞瑞说,7月21日,粥铺得知消息时组织志愿者买了一些面包、矿泉水等物资准备送过去,但是了解情况后发现那里的孩子更缺热汤热饭。于是加急熬了600份花生白米粥送到了福利院。

“求助信息太多了,每天都要熬上几大锅好几百人甚至上千人份的粥,哪里说要我们就直接装车送过去。”荥阳镇汜水镇、建业总部港、百花路消防队、东区几百名环卫工,建业总部港、周边救援队、华北水利学院160名武警官兵……几天时间内,粥铺累计为近万人次送去了热乎乎的馍菜汤。

“本来我们每天早上熬的都是白米粥,但这些天花生绿豆这些料我们都往粥里加得足足的。”张清说,送粥到现场,救援人员的辛苦和对于能吃上热饭的开心也让志愿者们动容,“他们接到热粥热菜时候的那种感动,你从眼睛里就能看出来”。

“我们只是发挥了自己的特长,做了一些小事。”张清觉得,一碗热粥虽小,却能暖人心。能让在为郑州、为河南灾情做贡献的救援人员,以及受灾群众们知道,有很多人都在心系他们的温饱和安危。

中转捐赠上百万爱心物资

灾情期间,许许多多的物资也从四面八方送到了粥铺。

送过来的,有爱心企业捐赠的上百箱的米面粮油矿泉水,也有周围的居民和志愿者你一箱我一提拎过来的水果蔬菜。

“我们这里变成了一个爱心中转站。”张清说,粥铺很多时候没有能力去运送大批量的物资,但是可以为一些企业和爱心人士提供存放物资的场地。这里传递的不仅是物资,更是爱心。

粥铺的一块儿白板上,公示着7月26日的捐款捐物明细:花生米2包、油两桶、木耳一包、红包接龙3476元……王瑞瑞每天都会对数据进行手写更新。

“心意并不在于钱和物的多少”,张清说。

李大姐是这条街道附近的公厕管理员,每个月收入2600元。在刚到粥铺就餐的时候,执意要给粥铺捐款100元,张清感动的拒绝了她。“他不收我就站在那儿不走,一直说”,李大姐告诉正观新闻记者。最后张清收下了50元的捐款,现在李大姐还时不时在志愿者群中参与红包爱心接龙,每天献出一点爱心。

驰援河南的志愿者也从这里走过。7月25日,一批带了赈灾物资,从山东而来的大学生求助,称有7名男生还没有找到住宿地点,张清收到消息之后,将这些学生带回了自己的工作室安顿了一晚。“第二天他们走时给我发了消息,我回去看发现屋子被收拾的很干净”,张清说。

而粥铺的发起人之一、国奥电梯董事长满乐,7月21日晚,连夜冒着大雨赶往荥阳捐助救灾物资,一直忙到深夜才把全部物资交给荥阳市应急管理局,并直接组建了大卡车车队,在7月23日到25日,运送物资深入了救灾前线。从郑州、新乡、荥阳到周口,平均每天行驶2500公里,总共捐赠了164万余元救灾物资。

数千名志愿者自发服务

“至今,来粥屋帮忙的志愿者累计已经超过五千人,但大多数人我们其实都不认识”,张清说。

人手紧缺时,在粥屋的志愿者会把需要人的消息发在朋友圈内或者各个志愿者群中,“每次来的人都特别多”,7月27日当天,有志愿者驱车半小时赶来粥铺帮忙。

王瑞瑞告诉记者,7月23日那天需要为东区环卫工人和建业总部港提供上千份粥菜,由于菜量太大屋里摆不开,就直接将桌子搬到门外准备。急需洗菜切菜和搬运物资的人手,朋友圈发出消息后,许多志愿者纷纷赶来,“路过的保洁、环卫工甚至路人,那天看到粥铺在忙,很多都自发加入了进来。”

提起那天的情形,张清依旧很感动:“很多路人直接穿上志愿者马甲就加入了进来,自己找活干,洗菜、切菜,菜快没了就有人去周边超市转悠,买了又补上,干完活之后又一声不响的走了。当天因为忙乱,晚上清点时发现少了几件马甲,第二天又有人陆续给送回来。”

在这里吃早饭的人,也常帮忙做些力所能及的事情。五十多岁的康大叔是附近的环卫工,7月27日清早在粥铺吃完早餐后,留下来麻利的收拾起了桌椅板凳。“他经常会留在最后帮忙收拾”,张清告诉记者。“不干活就吃饭心里不踏实”,康大叔说。

7月26日晚,有爱心人士送来了五百件水和几千个纸杯的物资,7月27日一早需要人手和车辆将其运送至周口市扶沟县。洵润公司总经理李女士看到消息后,立刻组织了五六个员工,带着两辆运货车过来帮忙搬水运货。李女士表示,自己公司也是经营水的,灾情期间已经将整个仓库几千件的水都捐了出去,来这里帮忙,也是希望能够尽一份心力。

“希望经过这次灾情,我们每一个平凡人作出的微小努力汇聚起来,能让更多的人知道,在郑州,有一种精神,叫奉献快乐;有一种温度,叫一碗爱心粥;有一种感动,叫信任”,张清告诉记者。

7月27日中午,一家重庆的企业辗转联系到了粥铺,表示希望捐赠近八百件水和一千斤挂面。这批物资数量不少,粥铺无法承担运送,张清忙着在手机里询问河南哪个地区有需要,最后帮助其和新密市超化镇救灾点成功对接。

当天下午,又有爱心人士将五百多斤大米送到了粥屋。志愿者们清点和安放后,在7月28日一早就启程将这些物资送往了新乡卫辉一些食物告急、打电话求助的村庄里去。“不能让饿着”,留下少数粮食后,他们把粥屋里其余能吃的全都带上了。(正观新闻记者 古晨茜)#洞见计划#

#观影指南#上映前并不被看好,且卷入抄袭风波的《沐浴之王》,以惊人的姿势,票房口碑一路上涨,上映三天便接近2亿票房,超越郭敬明监制的《如果声音不记得》,以及李现陈立农主演的《赤狐书生》,只是时间问题。

年末黑马,《沐浴之王》当之无愧!甚至从这部喜剧当中,能够看出周星驰的三分神韵。谁曾想到,五年没有大动作的易小星,给了观众一个惊喜。

《沐浴之王》的题材比较有新意,以搓澡工来体现市井小人物的悲欢生活。喜剧的形式,是荒诞的,所以无需去推敲其中剧情的逻辑。

最有周星驰喜剧神韵的,是最后肖翔(彭昱畅饰演)与何正焕(张本煜饰演)的沐浴技能对决。

这是整部电影的高潮,喜欢周星驰的观众想必都能从中看出《食神》的影子。

周星驰的《食神》,最后同样是一场对决。影片以武侠功夫融入烹饪技能之中,并安排了裁判解说,做各种玄之又玄、听着却暗含烹饪技巧的解说词,由此将烹饪技能传奇化。

而且裁判在评点菜品时,会做出各种极为夸张动作神态,很多观众都说像《中华小当家》。《沐浴之王》最后的对决,同样是将沐浴技能传奇化,呈现得如武术对决一般。

同时,解说在一旁说着各种煞有其事的解说词,比如自创沐浴术语“无痕似天功”,以及一些穴位的解释。

另外,裁判解说的时候,也是各种夸张的表情。所以,部分观众说《沐浴之王》是《食神》+《中华小当家》。

《中华小当家》是在1995年开始连载漫画版,1997年才播出动画版,《食神》是在1996年上映。从时间节点来看,或许周星驰有借鉴,但说是艺术的巧合也很有可能。

所以,易小星其实是完全致敬周星驰的。《中华小当家》那部分只是与《食神》的巧合。

当然,这种形式的喜剧,《食神》一直被模仿,从未被超越,《沐浴之王》虽然好,但也只能说是在模仿之作中最好的,但与正品《食神》还是有很大一段差距。

《沐浴之王》有了《食神》中的形,却没有《食神》内在的哲思。

“世上根本没有食神,或者说,只要用心,人人都是食神”

一碗简单的叉烧饭,让观众感受到了“大道至简”的哲理。

其次是大家常说的,喜剧的内核是悲剧。

周星驰的喜剧,以小人物为立足点,展开剧情,总让人笑中带泪。

易小星在《沐浴之王》中,也想努力做到笑中带泪,的确,他做到了。

肖翔在周东海家中,起初是被当做免费的劳动力。但有老年痴呆的奶奶,和喜欢追星的妹妹,包括周东海这个大哥,都把肖翔当做家人。肖翔也全心全意对他们。

所以当老奶奶最后敲打玻璃背家庭住址的时候,大部分观众都感动了,甚至落泪了。还有最后周东海满脸血迹举起“兄弟澡堂”的LED牌时,以及那把代表信任的钥匙,都十分催泪。

但这些催泪的情节,很明显都是刻意煽情的,像是套用公式一般,生搬硬套用悲情,来触动人类心中普遍的柔软处。

而在看周星驰的喜剧时,我们能够感受到他喜剧中的悲剧是需要生活阅历去感受的,就像网络流行语“初看不识剧中意,再看已是剧中人”。周星驰喜剧的笑与泪是浑然一体的,是笑着笑着,忽然心中一阵酸楚。

而《沐浴之王》的笑与泪,是刻意营造的,是割裂的,是浮于表面的。

所以说,易小星只得到周星驰喜剧的三分神韵,但这仍然是个很高的评价。周星驰之后,依旧有无数导演前仆后继,但大多成了炮灰,成了烂片。

唯一拿得出手的,也就是开心麻花与沈腾的合作。

像《唐人街探案》系列“囧”系列都是毁誉参半,虽然收货了不菲的票房,但喜剧的精髓相差甚远。

易小星给人的惊喜,除了《沐浴之王》本身,还有他个人的进步空间。

2007年,互联网方兴未艾,一个ID为“叫兽易小星”的原创短视频作者走红网络。

因为拍摄的短视频十分受欢迎,易小星倍受鼓舞,决定辞去工作,专职做导演。

叫兽易小星原名易振兴。在此之前的易小星,和许多普通人一样,按部就班的上大学,找工作,考研。当时,易小星是中石化旗下一家公司的工程师,当时他心中想着能够多考一些证,早点带团队。

在家人的反对声中,易小星辞去了旁人眼中看起来的好工作,和来自土豆的范钧、柏忠春一起成立了影视公司万和天宜。

没想到,短短几年,万和天宜这个名字就在网络剧行业,叫得响亮。

《万万没想到》、《报告老板》等网剧迅速风靡网络,收货了大批粉丝,叫兽易小星也成了炙手可热的喜剧导演。甚至有人猜测,他是否能成为下一个周星驰。

然而一部《万万没想到:西游篇》上线影院,一片差评。网友对易小星的评价也纷纷转变,说得好听点,说他江郎才尽,说得难听点,说他烂片导演。

没想到,时隔五年,他却能带来一部远胜之前的爆款喜剧。

由此可见,易小星喜剧导演水平一直在进步,在喜剧方面是有天赋,若能够一直这样进步下去,他能拍出一部真正媲美周星驰喜剧的作品,也是极有可能的。


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