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二氧化碳变淀粉,“喝西北风”梦想成真?

2021-05-30林宽雨

科学大众(中学) 2021年12期

林宽雨

淀粉是人类粮食的主要成分,是养活全球人口最重要的食物原料。而二氧化碳是一种让我们比较头疼的气体,随着温室效应、全球变暖的加剧,各国都在努力实现“碳中和”。如今,中国科学家通过人工合成,成功地将二氧化碳变成了淀粉。这种一箭双雕的转变是如何实现的呢?下面,咱们一起看一看其中的奥秘。

应用广泛的淀粉家族

在介绍这种神奇的变化之前,咱们先来了解一下淀粉家族。

淀粉是一种多糖,是小麦、玉米、大米等谷物的主要成分。淀粉最为我们熟知的贡献是在食物领域,它是养活全球人口最重要的食物原料。一些黏性足、吸水性小、洁白有光泽的淀粉,还经常被用来为美味佳肴勾芡。在工业领域,淀粉同样应用广泛,比如用来制葡萄糖、酒精,给纺织品上浆等。

淀粉用途如此之广,自然很受人们欢迎,然而大自然生产淀粉的能力却没那么给力。

大自然生产淀粉,主要是靠玉米等农作物通过光合作用固定二氧化碳,这个过程有3个比较大的缺点。首先,用来生产淀粉的农作物的种植通常需要较长周期,且需要利用大量土地、淡水、肥料等资源,投入比较大;其次,整个生产过程要涉及大约60步代谢反应及复杂的生理调控,过程复杂;最后,这么一系列复杂的操作过后,理论的能量转化效率仅为2%左右,可以说付出和收获严重不成比例。

人工合成淀粉登台亮相

大自然生产不给力促使人们去想其他办法制造淀粉,在这个背景下,人工合成淀粉闪亮登场啦。……

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