NASA奖励24万美元,把二氧化碳变成糖,可用于太空制备食品和药品

【NASA奖励24万美元,把二氧化碳变成糖,可用于太空制备食品和药品】我们嘴里呼出的二氧化碳也可以变为糖?
著名华人科学家杨培东用二氧化碳制糖 , 借此斩获 NASA 二氧化碳转化大赛(下称 “NASA大赛”)的最高奖 。
近日 , 加州大学伯克利分校化学系教授杨培东团队的研究成果 , 进入 NASA 大赛前三名 , 也是进入决赛的唯一一名学术实验室团队 , 其他两支团队均为企业参赛 。
杨培东团队此次获得奖金 240000 美元 , 未来这笔钱将用于二氧化碳在太空制造糖的电化学过程 。
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图 | 杨培东、前博士后迈克尔·罗斯、前研究生 Yifan Li 和研究生斯特凡诺·塞斯特洛斯-布兰科
该团队的目标是将糖提供给微生物 , 让这些微生物进行生物制造从而为宇航员或火星定居者得到生活必需品的供给 。
杨培东团队表示:“利用我们在二氧化碳循环利用方面的专业知识 , 为非生物糖生产打开了一扇门 , 提出了实现可再生糖生产的方法 。”
研究主要涉及将二氧化碳转化为更复杂化学品的过程 , 杨培东此前发明的生物混合过程 , 可将微生物与半导体纳米线连接起来 , 从而将二氧化碳转化为有机分子的构建块 。
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(来源:加州大学伯克利分校)
此次 NASA 大赛指定必须用非生物过程来制造糖 , 其目标是将葡萄糖这种具有六个碳的糖喂给微生物 , 以便太空探索者或行星定居者能以生物制造方式制备有机分子 , 比如食物、生物塑料和药品 。
杨培东告诉 DeepTech , 为此该团队设计了一套新型的化学过程 。事实上 , 大概两年前设计这一反应时 , 他们就已采用过一种非常新颖的级联反应方式 , 用电还原二氧化碳来提供给另外一个古老的巴特勒夫(Butlerov)反应的前驱体 。而当把这种电化学反应和传统反应结合 , 恰好可以满足 NASA 的二氧化碳转化诉求 。
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(来源:加州大学伯克利分校)
为火星移民做 “开路先锋”?
尽管是 NASA 先提出需求 , 但是在二氧化碳电还原的研究上 , 杨培东已经积累十来年经验 , 这也是能成为 NASA 大赛中唯一学术实验室团队获奖者的主要原因 。
因此在参赛中 , 表面上看起来是把多年来二氧化碳电化学的成果 , 和非常古老的巴特勒夫反应结合一起 , 而这一结合此前从未有人尝试 。
另据悉 , 该技术并非是给 NASA 的专用技术 , 由于该技术专利属于美国公立学校的科研成果 , 因此可以给大众使用 , 甚至团队自己也可使用该技术去创办公司 。
如果应用在太空探索中 , 一般有如下应用场景 。乘坐宇宙飞船去火星 , 不可能把地球上所有生活必需品带走 。每加一吨的东西 , 对于宇宙飞船的设计来说都是非常昂贵的代价 , 所以最好的方式是让人类生存所需的东西 , 都能在太空中当时当地合成 。
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(来源:加州大学伯克利分校)
在深太空进行化学合成就得考虑到深太空中有哪些原始材料可以利用, 那里有太阳能、有二氧化碳 , 甚至有时也有水 。而只要有这三样东西 , 人类就可以在外太空直接进行化学制造 ,而无需把地球上所有的生存物品带到上面 。