9月17日，世界顶级学术期刊《科学》发表了中国中科院天津工业生物技术研究所所做的人工合成淀粉重大技术突破，这一研究是世界上首次实现人工通过二氧化碳合成淀粉，也就意味着淀粉的生产方式从传统的农业种植向工业制造转变成为可能。科学家认为，这对未来的农业生产和生物制造产生革命性的影响，或许在不远的将来，我们所面临的粮食危机和气候危机，都能够得到很好地化解。
二氧化碳究竟是如何变成淀粉的？
自然界的淀粉是如何形成的？
12H2O+阳光12H2+6O2[光反应]
然后，氢气与二氧化碳结合为植物生长所需的食物，多余的物质会被积累在植物的种子、茎秆、叶片等中，当动物和人类消耗植物物质时，植物中储存的多余能量就会转移到动物和人类身上，而氧气则通过植株的气孔释放。同样，藻类和细菌也是使用二氧化碳和氢气来制备食物，而氧气则作为废弃物被排出。这一过程可以用下面这个简单的化学反应方程式来表示：
人工合成淀粉的合成过程
人工合成淀粉代谢途径的设计和模块化组装
人工合成淀粉的重大现实意义
人类迫切需要有持续供应的淀粉和利用多余二氧化碳的方法，来克服人类面临的重大挑战，其中粮食危机和气候变化危机则是我们目前最为迫切需要解决的问题。
人工合成淀粉让化解气候变化危机成为可能
人类和其它物种在地球上之所以能够生存，很大程度上得益于空气中一层薄薄气体的保护，我们称它为大气层。大气层是由二氧化碳和一定量的其它气体共同组成，它对地球的保护有双重作用。
首先，它能够保护外层空间寒冷对我们的侵袭。其次，当太阳光照射到地球表面时，会通过反射作用反射回太空，而大气层会像毯子一样阻止大量热量逃逸。事实上，如果地球上空没有了大气层，地球表面的平均气温大约只有-18℃，而正因为大气层的存在，让地球平均气温保持在了15℃左右，这是一个适宜人类和其它生物生存的温度。
在大气层中，保持一定二氧化碳含量，是地球生命微妙平衡的重要组成部分，我们人类和其它地球生物所产生的二氧化碳，除了一部分被海洋吸收，大部分都漂浮到大气层中，尽管大气层中适量的二氧化碳有助于保护地球温度的恒定。
也就是说过多的二氧化碳会阻止太阳照射到地球上的热量，也就是我们常说的地球温室效应。据研究，从1880年至今，大气层中的二氧化碳浓度从0.29%上升至0.35%左右，但地球温度却上升了8℃，这对人类是毁灭性的，近些年气候变化异常，如干旱、洪涝灾害逐年加重，和我们的碳排放有着更直接的关系。
但如果将这项技术走出实验室，我们就完全可以将地球上多余的二氧化碳变废为宝，化解气候危机的同时，合成粮食甚至是生物燃料。
人工合成淀粉让化解粮食危机成为可能
之前我们说过，植物等自然合成淀粉的效率非常低下，在土地资源、水资源以及其它矿物质资源有限的情况下，粮食生产不得不面临瓶颈。初步实验室表明，人工合成淀粉的效率比传统农业生产淀粉的效率高出大约8.5倍。
在能源供应充足和现有技术参数条件下，1立方米生物反应器年产淀粉相当于在5亩土地上种植玉米所产出的淀粉。这和农业生产淀粉相比，它将节省90%以上的耕地和淡水资源，并且避免了农药和化肥对环境造成的负面影响。因此，未来有可能在不耕作的情况下就能满足我们对碳水化合物的需求。
当然，这一切目前仅仅停留在实验阶段，从走出实验室到实际应用，还有很长的路要走，但这为粮食淀粉的可持续供应和二氧化碳的转化利用，无疑寻找出了一条创新的方向。