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科學(xué)家用空氣中的二氧化碳“變魔術(shù)”了。

全國(guó)兩會(huì)閉幕后，全國(guó)人大代表馬延和返回工作崗位，投身二氧化碳合成淀粉的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，該項(xiàng)目是通過(guò)人工合成的手段，將空氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為淀粉，網(wǎng)友稱(chēng)之為“空氣變饅頭”。

0到1的突破

他們用了十年

3年前，馬延和帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)二氧化碳合成淀粉的消息一經(jīng)公布，引發(fā)廣泛關(guān)注。如今，項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)入工程測(cè)試階段，向產(chǎn)業(yè)化又邁進(jìn)了一大步。

記者：作為科學(xué)家來(lái)說(shuō)，你心中追求的那個(gè)理想是什么？

馬延和：就是把我們農(nóng)田種植的玉米、大豆，能夠在啤酒罐里面合成出來(lái)，我們叫農(nóng)業(yè)工業(yè)化的一條路線(xiàn)，如果這條路線(xiàn)能夠成功，我們可能主糧、主要的作物不用種。

記者：那不用種哪來(lái)？

馬延和：就是車(chē)間制造，把農(nóng)田種植的模式變成車(chē)間制造。

在馬延和設(shè)想的車(chē)間制造中，二氧化碳成為原料，不但可以轉(zhuǎn)化成淀粉，還可以轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)、糖類(lèi)。

這份淀粉樣品代表的是科學(xué)上從0到1的一次突破，從二氧化碳到淀粉，首次全人工合成。在這之前，淀粉的真正制造者是綠色植物，也只有綠色植物的光合作用才能把二氧化碳和水合成為淀粉，人類(lèi)離不開(kāi)的碳水是對(duì)植物進(jìn)行加工才得到的。為了這項(xiàng)突破，馬延和帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)努力了近十年時(shí)間。

記者：會(huì)帶來(lái)什么樣的顛覆性改變？

馬延和：最直接的一個(gè)是節(jié)約我們大量的土地耕地，就是可能我們的生產(chǎn)效率能夠提升90%，或者是能節(jié)約土地、節(jié)約淡水90%以上，不需要農(nóng)藥化肥，減輕我們農(nóng)業(yè)的壓力。另外一個(gè)可能更重要，就是我們有一個(gè)非常可靠的渠道去消納二氧化碳，它的需求很大，所以它對(duì)二氧化碳的消納就非常巨大。

基礎(chǔ)科學(xué)研究中有一類(lèi)課題叫原始創(chuàng)新，需要長(zhǎng)期投入，但結(jié)果不能預(yù)估。二氧化碳合成淀粉實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目就是這樣的課題，和那些已經(jīng)聚集了眾多課題的領(lǐng)域和賽道相比，這一項(xiàng)目的啟動(dòng)注定要面對(duì)多方考量。

淡淡的藍(lán)色

科研人員等了三年半

中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所成立于2012年，馬延和參與籌建并擔(dān)任第一任所長(zhǎng)。二氧化碳合成淀粉是他上任后，舉全所之力推動(dòng)的重大項(xiàng)目。

植物制造淀粉是通過(guò)一系列生化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，以玉米為例，它的過(guò)程涉及60多步代謝反應(yīng)，太陽(yáng)能的利用效率不足2%。人工合成淀粉的目的是提高效率，馬延和與團(tuán)隊(duì)所做的事情，是尋找步驟最少、效率最高的路徑，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將二氧化碳合成為淀粉。

馬延和：開(kāi)始大家還是比較有自信，有信心，淀粉分子的合成每一步反應(yīng)都能發(fā)生，但是把這些反應(yīng)放在一起，它就沒(méi)有反應(yīng)，沒(méi)有物質(zhì)產(chǎn)生，到底問(wèn)題出在哪里，就是一個(gè)一個(gè)去排除，這種排列組合就很多。

反復(fù)實(shí)驗(yàn)、反復(fù)失敗的過(guò)程持續(xù)了三年多時(shí)間，研究所可支配的經(jīng)費(fèi)是有限的，隨著實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目戰(zhàn)線(xiàn)的拉長(zhǎng)，資金壓力越來(lái)越大。

雙重壓力之下，馬延和的辦法是，用所內(nèi)其他項(xiàng)目掙來(lái)的錢(qián)支撐這一看不到終點(diǎn)的跋涉。

馬延和：這個(gè)就是反應(yīng)完了之后，我要檢測(cè)到底有沒(méi)有淀粉。加一點(diǎn)碘進(jìn)去，它如果變藍(lán)就說(shuō)明它有淀粉。

記者：那就是每次都見(jiàn)不到藍(lán)的時(shí)候……

實(shí)驗(yàn)人員：就是很有挫敗感。

記者：挫敗了還要再往前走。

實(shí)驗(yàn)人員：反正做科研的，就是不要怕失敗，要在失敗中前行，就去想各種解決方案，然后最終把那個(gè)問(wèn)題解決了，我們就成功了。

2018年盛夏的一天，實(shí)驗(yàn)人員照常將碘加入試管，讓人驚喜的是，試管中第一次出現(xiàn)了淡淡的藍(lán)色。

這個(gè)顏色，實(shí)驗(yàn)人員等了三年半。

實(shí)驗(yàn)人員隨后提取出二氧化碳合成的淀粉樣品，至此，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已經(jīng)實(shí)現(xiàn)重大突破。

一代一代地做下去

“功成不必在我”

雖然最初實(shí)現(xiàn)了二氧化碳合成淀粉技術(shù)從0到1的突破，但因其轉(zhuǎn)化成本極其高昂，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到產(chǎn)業(yè)化的要求。

2018年之后，馬延和帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)堅(jiān)持默默無(wú)聞地研究，不斷優(yōu)化路徑，不斷重復(fù)實(shí)驗(yàn)，并借助先進(jìn)的技術(shù)手段，來(lái)降低二氧化碳合成淀粉的轉(zhuǎn)化成本。

2021年9月24日，國(guó)際權(quán)威期刊《科學(xué)》在線(xiàn)發(fā)表了馬延和與團(tuán)隊(duì)在淀粉人工合成上取得的重大突破性成果，隨即被媒體密集報(bào)道，被譽(yù)為生物制造領(lǐng)域的重要里程碑。

記者：當(dāng)你的這個(gè)文章發(fā)表在《科學(xué)》雜志上之后，很多人就在旁邊留言說(shuō)這個(gè)很可能得諾貝爾獎(jiǎng)了，有人說(shuō)可不可以拿這個(gè)當(dāng)成一個(gè)條件，可以去做院士了，這些你考慮嗎？你喜歡嗎？你在乎嗎？

馬延和：無(wú)所謂，我最在乎的就是這個(gè)技術(shù)能不能落地，能不能夠做成，其他的都無(wú)所謂。我們一直在所里說(shuō)一句話(huà)，就是向著太陽(yáng)走，影子會(huì)跟著你，如果我們追影子，永遠(yuǎn)追不到。其實(shí)是想讓大家樹(shù)立一個(gè)正確的價(jià)值觀(guān)，正確的導(dǎo)向，去做該做的事情，如果把這個(gè)影子比喻成名譽(yù)、地位、待遇，回頭去計(jì)較這些，那肯定會(huì)迷路的，而且永遠(yuǎn)追不到。

去年底，因任期結(jié)束，馬延和從研究所所長(zhǎng)的位置上退了下來(lái)，但他并沒(méi)有停歇，搭建新的科研平臺(tái)，推動(dòng)技術(shù)迭代升級(jí)，他變得更加忙碌。

記者：這路還有多長(zhǎng)？

馬延和：樂(lè)觀(guān)一點(diǎn)的話(huà)，我們還得需要幾年時(shí)間。

記者：你急嗎？

馬延和：著急，很著急，心里很急，但是表面上還不能表達(dá)出來(lái)。

記者：如果我們慢了，別的國(guó)家、別的科研團(tuán)隊(duì)有沒(méi)有可能比我們快。

馬延和：有可能。

記者：反正大家都在做，快又怎么樣呢？

馬延和：那就是可能我們很多的先機(jī)就失去了。科技也是一種賽道，產(chǎn)業(yè)也是一種賽道，誰(shuí)跑在前面誰(shuí)贏，誰(shuí)的利益最大。

記者：未來(lái)如果它能夠進(jìn)行科技轉(zhuǎn)化了，你在里面算扮演一個(gè)什么角色？

馬延和：就是一個(gè)啟蒙者或者啟動(dòng)者。

記者：一代一代人就這么做下去？

馬延和：對(duì)，功成不必在我。