【科学*医学】【人工光合作用可在没有阳光的情况下生产食物】
发表于 22年06月27日 15时46分科学家正在开发人工光合作用，让地球上的粮食生产更加节能，并且希望这种技术有朝一日能在火星上得到应用。光合作用在植物中演化了数百万年，将水、二氧化碳和来自阳光的能量转化为植物生物质和我们吃的食物。这个过程非常低效，最终进入植物的能量只有阳光能量的大约 1%。加州大学河滨分校和特拉华大学的科学家找到了一种方法，可以完全绕开生物光合作用，不依赖阳光，通过人工光合作用制造食物。这项发表在《Nature Food》期刊上的研究使用两步电催化工艺将二氧化碳、电和水转化为醋酸盐，醋酸盐是醋的主要成分。然后生产食物的生物会在黑暗中消耗醋酸盐来生长。用太阳能电池板产生电力为电催化供电，这种有机-无机混合系统可提高阳光转化为食物的效率，对某些食物来说效率可提高 18 倍之多。

实验表明，很多可以生产食物的生物体都可以在黑暗中生长，直接长在富含醋酸盐的电解槽中，包括藻类、酵母菌和产生蘑菇的真菌菌丝体。用这种技术生产藻类的能源效率大约是光合作用生长的四倍。酵母菌生产的能源效率比通常采用的从玉米种提取糖培养的方式高出约 18 倍。人为气候变化造成粮食生产条件日益恶化，人工光合作用将农业从对太阳的完全依赖中解放出来，为在这种情况下种植粮食提供了无数种可能。如果人类或动物食用的作物在资源密度较低、受控的环境中生长，干旱、洪水和可用农地减少对全球粮食安全的威胁就会变小。农作物也可以在城市和其他目前不适合农业的地区种植，甚至为未来的太空探索者提供食物。

#生物圈[超话]#
[微笑]请欣赏：蕴意吉祥•健康•富贵•长寿之———火龙果，此片是2022年，芒种节气～夏至节气，拍摄于社区。[微风]

《火龙果植物学性状》
1、仙人掌科，量天尺属，从生肉质灌木。
2、无主根，侧根分布在浅表土层，同时生有气生根，可攀援生长。
3、叶退化，光合作用由茎代替其完成。
4、花：在晚间绽放，也是 “ 昙花一现 ” 的美物，两性花，黄色花蕊，白色花瓣，巨大子房下位。
5、果实：其果皮是由花托、花被、子房壁、共同形成，可食用中的白色或红色 “ 果肉 ” 是肉质发达的中轴胎座，并着生近万个似芝麻粒大小的种子。
6、火龙果是低能量、富含花青素和水溶性膳食纤维，有减肥降低胆固醇，预防便秘、大肠癌等功效。
7、别名：神仙果，仙密果，吉祥果等。

【人工光合作用新突破：全黑环境下也可生长】
研究人员正在开发人工光合作用，在帮助地球上的粮食生产更节能外，未来还有望部署在火星上。数百万年来，光合作用已经在植物中进化，将水、二氧化碳和来自阳光的能量转化为植物生物质和我们吃的食物。然而，这个过程非常低效，只有大约 1% 的阳光能量最终进入植物。

加州大学河滨分校和特拉华大学的研究人员已经找到了一种方法，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。

该研究于 2022 年 6 月 23 日发表在《Nature Food》上，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高达 18 倍。

通讯作者、加州大学河滨分校化学与环境工程助理教授罗伯特·金克森（Robert Jinkerson）表示：“通过我们的方法，我们试图确定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施加的限制”。

为了将系统的所有组件集成在一起，电解槽的输出进行了优化，以支持食品生产生物的生长。电解器是利用电力将二氧化碳等原材料转化为有用分子和产品的设备。产生的乙酸盐量增加，而盐的用量减少，导致迄今为止在电解槽中产生的最高水平的乙酸盐。