曝光一波,去年你没吃过的“大瓜”

充斥着各种娱乐八卦、明星塌房的2021过去了。

大家在吃瓜之余,似乎忽略了另外一些“奇闻异事”,它们听起来有如天方夜谭,又似科幻电影中才能发生。

看着离我们很远,却关系到人类的生存和发展。

它们就是那些科学界的重大突破,其中不少成果是由我们中国的科学家研究取得的。

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相比娱乐事件,这些“瓜”我们更应该好好吃一吃。


01

“搏一搏空气变成馍。”这怎么听都像痴人说梦。

但就在四个月前,中国科学家在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。

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二氧化碳转化为淀粉?四舍五入这不是喝西北风真能当饭吃了?

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相信大家都会疑惑,这事到底真的假的?

首先,这事绝对靠谱,这是中国科学院天津工业生物技术研究所在淀粉人工合成方面取得的重大突破性进展,该成果在线发表在国际学术期刊《科学》上。

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我们先看看其中的原材料二氧化碳。

因为二氧化碳的过度排放,在过去 100 年里,全球气温已经上升了 0.85 摄氏度,海平面上升了 1.5 米。

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现在全世界都在节能减排。碳排放严格到什么程度:每个国家排放二氧化碳要有排放指标,就像我们过去给每家分粮票一样。不够用的国家只能花钱买指标。

所以二氧化碳几乎是让每个国家都头疼的废气。

淀粉是啥,相信大家都不陌生,那可是好东西。我们平时吃的米饭、玉米、白面最重要也是最基本的物质就是淀粉。

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你可以把它理解成人类的口粮。

而且淀粉还是重要的工业原料,是造纸、制作塑料等许多日用品的原始材料。

但是现在我们的淀粉,都是来自于玉米、小麦、薯类等植物,要全部依赖于植物的光合作用。

而光合作用相当复杂且低效。自然界中植物的光合作用,理论的能量转化率仅为 2% 左右。

而且合成路径十分复杂,需要经过六十多道工序才能产生淀粉。

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不光光合作用效率低,更重要的是,耕地在不断减少,我们种粮食的地方越来越少了。

拿我们国家来说,耕地面积仅有 150 万平方千米,占国土面积的 16%,沙漠、海洋湖泊占了不少地方,根本就种不了地。

就算放眼全球,在亚非拉美等国家,粮食问题一直都很严峻。

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中科院研究团队的二氧化碳变淀粉的反应链,仅用11步,相比于天然光合作用生产淀粉的六十多道工序,提速相当多。

在充足能量供给的条件下,理论上 1 立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国 5 亩土地玉米种植的平均年产量。

科学家说,以后我们所需要的淀粉,将以二氧化碳作为原料,像酿造啤酒一样,在生产车间中制造出来。这将大大节约土地,结束人们面朝黄土背朝天的耕作,彻底改变农耕文明。

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目前来看,虽然人工合成淀粉还仅限于实验室阶段,未来还有很长的路要走。但是这绝对是从零到一的巨大突破。


02

去年的5月28日我国的“人造太阳”打破了世界纪录。成功实现了1.2亿摄氏度运行101秒。

这个好消息,估计很多人看不懂。

到底啥是人造太阳,我们已经有了一个太阳了,为什么还非得要再造个太阳?

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先简单粗暴地说一句,如果人造太阳成功了,我们就相当于有了一台永动机,人类的能源问题就得到了终极解决。

地球上的能源不是取之不尽的,比如我们常用的煤、石油、天然气等化石能源,大概只能用几十年。除了储量有限,还会造成污染环境。

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风能、水能虽然干净,但输出不稳定,受自然条件影响大。

迄今为止,没有任何一种方式能像头顶这颗太阳那样无限供应能源且不带来污染的。

于是科学家想在地球上建造一个装置,模拟太阳内核的环境,其相关的实验设备又被称之为“人造太阳”。

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太阳是利用核聚变反应不断地向地球输送能源的。“人造太阳”也需要借助核聚变。

核聚变反应的完美之处在于,它能产出巨大的能量。而它的原材料海水中就有。有个形象且相对准确的说法就是——1升海水通过聚变反应产生的能量相当于300升汽油。而地球上什么都缺,最不缺的就是海水。

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最重要的是,核聚变很安全,反应后的产物是氦气,就是孩子们玩的氦气球里的气体,无毒无害。即便运行过程中也可以即关即停,极少产生放射性废物或不可控负面效果;

它不像核裂变反应一样有辐射。而现在的核能发电站应用的就是核裂变技术,稍有不慎就会发生核泄露,而且这种污染会持续百年以上,人类承受不起。

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电影《流浪地球》里的行星发动机就是个大型核聚变反应堆,推着地球一直前行,却不用担心半路“抛锚”。

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但是人类目前的技术还难以控制核聚变的进行,大家都知道氢弹的爆炸就是核聚变,但那个过程完全不可控,根本无法利用。人们目前急需掌握的技术是可控核聚变。

太阳内核的核聚变过程条件是苛刻的,1500万摄氏度的高温再加上2400亿个标准大气压。

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人类目前的科技水平实现如此大的压力是不可能的,压力不够就只能用温度来凑了。

人造太阳试验就是一直在追求高温下的运行时间。

亿度以上持续的时间越长,说明实验越接近于成功。

目前认为在1亿摄氏度以上维持1000秒,就可以实现实用化了。

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此前的世界纪录是2020年末韩国实现的亿度20秒。

我国在5月份不但打破了这个世界纪录,在时间上达到了之前的五倍,而且仅过了半年时间,可谓是巨大的成功。中国太阳指日可待。


03

去年我国还有一件大事,就是世界卫生组织宣布,中国消除了疟疾。

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经过70余年的努力,中国疟疾感染病例由3000万减少至零,是一项了不起的壮举。

最值得一提就是抗疟特效药的研发——2015年,屠呦呦因发现青蒿素获得诺贝尔奖。

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其实在上世纪70年代,屠呦呦团队就在草药方发现一种名为青蒿的草药。

经过反复试验分离,屠呦呦团队获得了青蒿提取物,患者用药后从 40 C 高烧快速降至正常,治疗效果显著。

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目前,以青蒿素已经成为全球治疗疟疾,特别是恶性疟疾的首选药物。它挽救了数百万人的生命,其发现被认为是中国对全球人类健康所作出的最重要的贡献之一。

但是中国科学家对青蒿素的研究并没有就此止步。

尽管青蒿素类药物已经面世数十年,但迄今为止,黄花蒿仍然是青蒿素的唯一天然来源。

而黄花蒿中青蒿素的含量极低,只占干重的 0.1 0.8%。

试想,把整个澳门都种满黄花蒿,也只能提取一罐青蒿素。

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目前,通过植物提取生产青蒿素的成本估计在170 350美元/千克之间。因为获取成本高、产量不稳定等原因,世界上仍有8000万人吃不起以青蒿素为基础的“救命药”。

从田野到药厂的路上,中国的科学家们一直在努力。

目前来自上海交通大学唐克轩教授团队突破性地发现了两种可以将青蒿酸转化为青蒿素的酶。

而此前美国科学家已经能利用酵母菌产生青蒿素,而中国科学家的研究成果,可以让青蒿素的产出更高效更稳定。青蒿素可以直接从工厂中生产出来,而不用低效地从植物里提取。

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如果将青蒿素成本降到100美元/千克以下,就可以让此前8000万吃不起青蒿素类药物的疟疾患者持续、稳定地获得“救命药”。

其实这些科研成果只是我们挂一漏万的介绍。其他领域我们也取得了很多突破:

神舟12号13号飞船相继载人升空;中国人自己的空间站拔“天”而起;

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中国首个火星车祝融号在火星表面登陆;

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中美科学院联手制造了人猴胚胎,为人类器官移植带来福音;中国天眼向全世界科学家开放!

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2021年疫情还在继续,很多事情因此停滞,但是我国的科学与技术在疫情中继续前行。

科学家们犹如造梦者,把我们仅存在于脑海中的想象一一变成现实。他们也带领14亿中国人一同奔向我们的星辰大海!


来源:视觉志

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投稿时间:2022-02-21  最后更新:2022-06-22

标签:黄花   青蒿   疟疾   光合作用   摄氏度   淀粉   中国   去年   人类   太阳   青蒿素

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