用二氧化碳合成淀粉，就如同“喝西北风”能填饱肚子，这种只能出现在科幻电影中的想法，没想到竟然在现实当中成真了！

二氧化碳如何变成淀粉

        2021年9月24日，国际顶级学术期刊《科学》刊登了一篇由中国科学家发表的研究成果：利用二氧化碳人工合成淀粉技术。

        中科院天津工业生物所科研团队联合大连化物所历时六年、经过多轮科研攻关，采用“搭积木”的方式，通过耦合化学催化和生物催化模块体系，实现了“光能—电能—化学能”的能量转变方式，成功构建出一条从二氧化碳到淀粉合成只有11步反应的人工途径 。

从技术流程上，该工艺可以分为四个模块：第一步是把二氧化碳用无机催化剂还原为甲醇；第二步是将甲醇转换为三碳；第三步是用三碳合成为六碳；最后再聚合成为淀粉。

这是世界上第一次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，是基础研究领域的重大突破。

        众所周知，淀粉是粮食最主要的成分，同时也是重要的工业原料。传统的淀粉来自于农作物，而农作物的种植通常需要较长的生长周期，需要使用大量土地、淡水等资源以及肥料、农药等。粮食危机、气候变化是人类面临的重大挑战，粮食淀粉可持续供给、二氧化碳转化利用是当今世界科技创新的战略方向。

         所以，二氧化碳人工合成淀粉这项技术，被国际学术界认为是影响世界的重大颠覆性技术。这是继二十世纪六十年代在世界上首次完成人工合成结晶牛胰岛素之后，中国科学家的又一重大颠覆性、原创性突破。

按照目前的技术参数，在能量供给充足的条件下，1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地的玉米淀粉年平均产量。

如果未来二氧化碳人工合成淀粉的系统过程成本能够降低到与农业种植相比具有经济可行性，那么将会节约九成以上的耕地和淡水资源，而且能够避免农药、化肥等对环境的负面影响，推动形成可持续的生物基社会，提高人类粮食安全水平 。

         与此同时，最新研究成果实现于无细胞系统中用二氧化碳和电解产生的氢气合成淀粉的化学-生物法联合的人工淀粉合成途径(ASAP)，为推进“碳达峰”和“碳中和”目标实现的技术路线提供一种新思路，对于解决全球气候变暖这一重大课题具有非常重要的意义 。