不用“靠天吃饭”！人工光合作用新突破：没有阳光也能生产食物

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不用“靠天吃饭”！人工光合作用新突破：没有阳光也能生产食物
2022-06-30 07:19
众所周知，植物生长依靠“光合作用”。数百万年来，光合作用不仅将水、二氧化碳和阳光转化成了植物生物质能，还转化成了许多人类吃的食物。光照也成了农产品收成好坏的主要因素之一，农民和普通百姓们只能“靠天吃饭”。

不仅如此，光合作用的整个过程非常低效，只有大约1％的阳光能量最终进入植物。因此，科学家们一直都在开发人工光合作用，除了帮助地球上的粮食生产更节能外，未来还有望将光合系统部署在火星上。

现在，美国加州大学河滨分校和特拉华大学的研究人员发现一种方法，可以完全绕过生物光合作用的需求，并通过使用人工光合作用来制造不依赖阳光的食物。这项研究成果已于近期发表在了《自然食品》杂志上。

具体而言，研究人员们使用两步电催化过程将二氧化碳、电和水转化为醋酸盐（醋的主要成分）。然后，生产食物的生物会在黑暗中消耗醋酸盐来生长。结合太阳能电池板发电为电催化提供动力，这种有机-无机混合系统可以提高阳光转化为食物的效率，对某些食物来说效率更是提高18倍。

该研究论文通讯作者、加州大学河滨分校化学与环境工程助理教授Robert Jinkerson说，“我们试图找到一种生产食物的新方法，这种方法可以突破通常由生物光合作用造成的限制。”

实验表明，各类可生产食物的生物（如绿藻、酵母和产蘑菇真菌）都可以在黑暗的环境中直接利用电解槽生成的醋酸盐进行生长繁殖。更令人兴奋的是，通过这种技术生产的藻类，其能量转化效率大约是光合作用的四倍；酵母生产的能量转化效率比通常使用从玉米中提取的糖来培养的要高18倍。

不仅如此，该研究团队还调查了利用这项技术种植农作物的潜力，结果表明，豇豆、番茄、烟草、水稻、油菜和青豆等多种常规农作物都可以在完全黑暗的环境下利用醋酸盐来生长。

该研究的共同主要作者Marcus Harland-Dunaway表示，这项研究显示，很多农作物都能吸收我们提供的醋酸盐来生长和繁殖。通过目前正在进行的一些育种和工程研究，或许能够将醋酸盐作为额外的能源来种植作物，以提高作物产量。

未来农业不再完全依赖太阳光，人工光合作用可以为出现不利天气变化时的粮食种植提供了更多可能性。例如，通过这项技术，农作物将可以种植在城市和其他目前不适合开发农业的地区，甚至为未来的太空探险家提供食物。

来源：财联社返回搜狐，查看更多

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