化学重大突破!“空气变油、变葡萄糖”变成现实!登上顶刊《自然·催化》!

2022-10-02 12:00 来源: 文化之窗 本文影响了:138人
中国科学家团队再次实现二氧化碳“变废为宝”,他们通过电催化结合生物合成的方式,成功将二氧化碳高效还原合成高浓度乙酸,进一步利用微生物可以合成葡萄糖和油脂对此网友们纷纷惊叹:“造福人类的技术”“距离喝西北风吃饱饭的日子越来越近了”“未来可能实现吃空气了”……


将二氧化碳人工转化为高附加值化合物,“变废为宝”,是科技界持续攻关的重要领域。二氧化碳除了可以“变”淀粉,还能“变”其他东西吗?这项成果给出了肯定答案。

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通过电化学耦合生物发酵实现将二氧化碳和水转化为长链产品的示意图。(研究团队供图)

日前
我国科学家
独创了一种二氧化碳转化新路径
通过电催化与生物合成相结合
成功以二氧化碳和水为原料
合成了葡萄糖和脂肪酸
为人工和半人工合成“粮食”
提供了新路径

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葡萄糖和油脂是重要的粮食成分
通过催化过程将二氧化碳
转化为葡萄糖或者油脂
长期以来国内外研究者众多
但成功案例非常罕见

自然界中粮食作物生长
受季节、地域、气候的影响
此项研究完全实现人工可控
突破了众多外界条件限制

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该成果28日
以封面文章形式
在国际学术期刊《自然·催化》发表

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此项研究中,科研人员首先将二氧化碳高效还原合成高浓度乙酸,然后用酿酒酵母对乙酸进行发酵。“这个过程可以理解为,先将二氧化碳转化为酿酒酵母的‘食物’乙酸,然后酿酒酵母不断‘吃醋’来合成葡萄糖和脂肪酸。”

自然界中粮食作物生长受季节、地域、气候的影响,此项研究完全实现人工可控,突破了众多外界条件限制。利用这种电催化与生物合成相结合的模式,‘从无到有’地在克级水平合成了葡萄糖,这显示了该策略较高的生产水平与发展潜力。

未来,如果要合成淀粉、制造色素、生产药物等,只需保持电催化设施不变,更换发酵使用的微生物就能实现。从科研成果的产出到规模化应用仍有较长距离,有赖于相关技术的全面提升和成本的持续降低。未来,将进一步研究电催化与生物发酵这两个平台的同配性和兼容性。

该研究开辟了电化学结合活细胞催化制备葡萄糖等粮食产物的新策略,为进一步发展基于电力驱动的新型农业与生物制造业提供了新范例,是二氧化碳利用的重要发展方向。

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