12月25日,由科技日報社主辦、部分兩院院士和媒體人士共同評選出的2022年國內十大科技新聞揭曉。其中,由中國科學院深圳先進技術研究院于濤課題組、電子科技大學夏川課題組與中國科學技術大學曾杰課題組共同完成的科研成果入選2022年國內十大科技新聞第二條。
4月28日,《自然·催化》以封面文章的形式發表了一項最新研究成果。我國科研人員通過電催化結合生物合成的方式,將二氧化碳和水高效合成高純度乙酸,并進一步利用微生物合成葡萄糖和脂肪酸(油脂).葡萄糖和油脂是重要的糧食成分,通過催化過程將二氧化碳和水轉化為葡萄糖或者油脂,長期以來只有靠農作物種植這一條路徑。此項研究中,科研人員首先將二氧化碳電解高效還原合成高純度乙酸,然后用釀酒酵母對乙酸進行發酵。這個過程可以理解為,先將二氧化碳轉化為釀酒酵母的“食物”——醋,然后釀酒酵母不斷“吃醋”來合成葡萄糖和脂肪酸。對此,中國科學院院士、中國化學會催化委員會主任李燦評價,該工作為人工和半人工合成“糧食”提供了新技術。中國科學院院士、上海交通大學微生物代謝國家重點實驗室主任鄧子新認為,這項研究工作開辟了電化學結合活細胞催化制備葡萄糖等糧食產物的新策略,為進一步發展基于電力驅動的新型農業與生物制造業提供了新范例。
接下來,研究團隊將進一步研究電催化與生物發酵這兩個平臺的適配性和兼容性。同時,未來如果要合成淀粉、制造色素、生產藥物等,只需保持電催化設施不改變,更換發酵使用的微生物就能實現。

通過電化學耦合生物發酵實現將二氧化碳和水轉化為長鏈產品的示意圖
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