利用二氧化碳合成澱粉：喝西北風可能成真

《儒林外史》第四十一回有這樣一句話：“叫我們管山吃山，管水吃水，都象你這一毛不拔，我們喝西北風。”喝西北風，表示什麼吃的也沒有。

從科學的角度來看，空氣中78%是氮氣，21%是氧氣，其餘就是稀有氣體、二氧化碳、水蒸氣、氫氣等物質，確實沒有什麼好吃的，但是近期的一條新聞卻告訴我們，將來某一天，喝西北風可能成真。

中國的一個科研團隊於2021年9月24日在國際重要學術期刊《科學》上發表了一篇文章，介紹了利用二氧化碳合成澱粉的技術路線，這在國際上是首創，意義重大。

人體所必需的營養素有蛋白質、脂肪、糖類、無機鹽（礦物質）、維生素、水和纖維素7類，其中糖類是人體的主要供能物質，糖類的主要來源就是食物中的澱粉。我們平時吃飯、食麵，主要目的就是獲得澱粉，獲得糖類。

糖類由碳、氫、氧三種元素組成 ，其所含氫氧元素的質量比與水一樣，因此叫做碳水化合物。人類目前獲取碳水化合物的方式直接或間接來自植物的光合作用。綠色植物以陽光為條件、以水和二氧化碳為原料，在生物酶的催化作用下，合成澱粉，釋放氧氣，將太陽能轉化為化學能儲存起來，這就是光合作用。

光合作用將水、二氧化碳等無機物合成澱粉等有機物，是地球上最重要的生化反應過程，但並非最高效的澱粉生產方式，以玉米為例，將二氧化碳轉化為澱粉，涉及約60多個生化反應，太陽能的利用率小於2%。

嘗試用高效的人工途徑合成澱粉，始終是科學家們努力奮鬥的方向。經過6年多的不懈努力，中國科研團隊構建了新的人工光合途徑 ，首先利用光伏發電將光能轉變為電能，透過光伏電水解產生的氫氣與二氧化碳反應生成甲醇，然後再利用10步主要反應，將甲醇轉化成澱粉，實現電能轉化為化學能。

該過程的能量轉化效率接近7%，遠超自然光合作用的能量利用率。理論上，1立方米大小的生物反應器年產澱粉量相當於5畝土地玉米種植的澱粉產量，並且，合成速率是玉米澱粉合成速率的8。5倍。

二氧化碳轉化為澱粉技術的突破和深入推進，對未來農業生產、氣候變化、耕地緊缺、糧食安全、能源資源短缺、生態環境汙染等重大全球問題，都可能提供科學的解決方案。

直接向空氣獲取食物，喝西北風成真，想想都覺得不可思議。