“二氧化碳转淀粉项目”成就不亚于人类登月
“二氧化碳转淀粉项目”成就不亚于人类登月
我国物质循环领域研究取得重要突破。自然科学最高奖自然科学特等奖于今年1月10日隆重颁布：“二氧化碳转化为淀粉和产粮原料”项目荣获2019年自然科学特等奖，这是自然科学奖设立40多年来首次颁发特等奖，获奖项目也被称为：“人类自登月以来，又一项重要里程碑”。
这一消息立刻登上了微博热搜并在科技界掀起了热议，获奖团队的突出表现也受到了广泛赞誉。
这一项目团队的成果也确实不容小觑，他们的研究对于全球粮食安全、环境保护和经济发展都有着非常重要的意义。
那么这项“二氧化碳转化为淀粉和产粮原料”项目具体是什么？
它为什么会被誉为人类自登月以来第一项重要里程碑呢？
这项项目的研究团队又是如何实现的二氧化碳转淀粉？
解全球粮食危机 同时提供温室气体减排途径
这项“二氧化碳转化为淀粉和产粮原料”项目的最大亮点就是它能将二氧化碳转化为淀粉，这项重大突破在全球范围内都具有非常重要的意义。
作为一种新型化学催化技术，它不仅能够解决全球粮食短缺问题，还可以在一定程度上减少二氧化碳排放，为全球应对气候变化提供新途径。
我们都知道二氧化碳是一种重要的温室气体，它对地球大气层的物理特性产生影响，从而改变大气对太阳光的吸收和反射，导致地球温度升高。
通过让大气层中的二氧化碳浓度高达400ppm的现状，全球平均温度已经上升了1.1°C，引发了各种灾难。
因此降低二氧化碳排放以应对气候变化已经刻不容缓，这项重大突破就提供了一个非常好的方向。
研究人员使用这项新技术，就可以将二氧化碳直接转化为淀粉，而淀粉又是重要的食用原料，可以大量生产面条、面包、糖果等食品，这勃然成为重要原料。
而淀粉也是一种可生物降解材料，这样在生产塑料产品代替传统塑料产品的时候，降解产生的危害也会大大降低。
因此这项技术前景广阔，被誉为“二氧化碳资源化利用的新途径，具有广阔的应用前景”。
该项目论文的第一作者、中国科学院合肥物质科学研究院院士杨凌博士接受采访时也表示：“我们致力于将二氧化碳资源化利用，技术是为了减排二氧化碳，也是为了解决二氧化碳紧缺的问题”。
这种研究将二氧化碳转化为淀粉还减少了大量的化石能源消耗，为人类的生存环境提供了有力保障。
“二氧化碳转淀粉工程路线”
将二氧化碳转化为淀粉迈出了关键的一步，是如何实现的呢？
在人体生物谢中淀粉是由二氧化碳和水再利用气甲酸的方式合成的。然而在自然界中并没有能直接将二氧化碳转化为淀粉的微生物，所以为了实现这一转化，研究人员在将二氧化碳通过光合作用转化为气甲酸的基础上，又进行了一系列的化学催化反应。
在气甲酸和水的溶液中，制备出一种化学催化剂，这种催化剂可以对二氧化碳进行催化转化，最终将二氧化碳转化为淀粉。
新技术的开辟便是从这一步开始的。
科研团队对这种化学催化剂继续进行了研究，在化学催化剂的基础上，通过设一种蛋白质催化剂并最终成功将二氧化碳转化为淀粉。
具体来说就是：
一种高效的化学催化剂和电催化剂，都是通过金属配合物来实现高效转化的，但是这种催化剂的催化效率比较低，因此不是特别理想。
该项目的研究人员在这种催化剂的基础上进行了改进，经过16年的探索，研究人员终于将二氧化碳转化为甲酐的效能提升了6%，并成功将甲醇转化为甲酸。
而这一技术的突破对于二氧化碳转淀粉也具有非常高的参照作用。
项目研究组对这一技术展开了进一步的研究，因为在将甲酸转化为淀粉的中间还需要经过三氧化碳和水，然而在甲酸和水反应的过程中，还需要有一种具有催化活性的金属配合物。
但是在三个催化反应条件下，这样的金属配合物是没有办法同时存在的，因此在此前的研究中，将甲酸转化为淀粉就成为了一个不可能完成的任务。
面对这一难题，该项目研究组通过蛋白质工程等方法设计出一种具有超强催化活性的金属配合物——原位生成的奎宁二钠金属配合物。
该金属配合物不仅拥有催化甲醇转化为甲醛的效率，还能够催化甲醛转化为甲酸，并最终将甲酸转化为淀粉。
通过这种方法，科学家们可以将二氧化碳通过光催化转化为淀粉，这项重大突破对于解决二氧化碳排放的问题也具有重要意义。
科学家为实现“二氧化碳转淀粉”进行努力
我国的这一研究也是在国际上首次取得重大突破，同时对于“二氧化碳资源化利用”还开辟了一个崭新的研究方向。
该团队正是“二氧化碳转化为淀粉和产粮原料”项目团队，通过多年坚持不懈的努力终于取得了这一突破。
该团队的成员包括：中国科学院合肥物质科学研究院，上海生化工程研究所等10家科研机构的研究人员，还有参与其中的多位青年学子。
于此同时，还有来自国内多所大学的博士后和研究生加入其中。
他们一同为实现二氧化碳转化为淀粉这一“不可能的任务”而努力奋斗着。
在这群科学家的努力下，“二氧化碳转化为淀粉和产粮原料”项目从一个不切实附的梦想，逐渐变为现实。
首先是由中国科学院合肥物质科学研究院博士生洪玉铭和孙恺将该项研究从实验室中推向了中试装置的检验阶段，从而创造了条件。
之后在科学家们的不懈探索下，终于实现了二氧化碳转化为淀粉的里程碑性突破。
然而这一突破并非一蹴而就，而是来自科研团队多年的不懈努力，同时也是有着许多艰辛和坎坷。
其中就包括严重超出预算，节约成本的同时发表了7篇高水平论文等。
在这一过程中，杨凌研究员一直坚守在第一线，他不仅参与了复杂的化学合成，还通过蛋白质工程的方法，进行了一系列的研究。
在经历了数次研究失败后，他们终于在研究进行了16年之后，将二氧化碳转化为淀粉的技术实现。
该项目获得自然科学奖的评审专家表示：“该项目是我国物质循环领域，尤其是二氧化碳资源化利用方面的研究取得重大突破”。
他们在评审时还表示：“这是研究发表后首次获得自然科学奖的科研项目”。
结语
“二氧化碳转化为淀粉和产粮原料”项目的研究成果不仅在地球上有着重要的意义，就连在外太空探索的过程中也能够提供人类短期的食物来源，推动人类对太空世界的探索和定居。
这一项目的科学价值和社会影响也获得了自然科学特等奖的认可，我们期待这一奖项能够激励更多的科研人员从事前沿科学研究，同时推动科技创新在更广阔的领域取得突破。