【从0到1的突破！人工合成淀粉有何厉害之处】
设想一下，不需要种地，也不需要绿色植物，以太阳光、水和二氧化碳为原料，在工厂里就可以像植物一样源源不断生产出淀粉。是不是很神奇？而今，这看似遥不可及的一幕，在不久的将来，有望实现。
近期，中科院天津工业生物技术研究所传来喜讯：经过6年技术攻关，科研团队在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。
不依赖植物光合作用，设计人工生物系统固定二氧化碳，合成淀粉，这一被国际学术界认为将是影响世界的重大颠覆性技术，究竟有何厉害之处？其突破，又有何科学意义和现实意义？记者就此采访了论文的作者及相关专家。
突破瓶颈
中国人偏重碳水饮食，清代美食家袁枚曾在《随园食单》中这样写道，“粥饭本也，余菜末也”，足见国人对碳水的宠爱。这里所说的碳水即碳水化合物，由碳、氢、氧组成，是人类生存必不可少的元素。而淀粉就是“粥饭”中最主要的碳水化合物，它是面粉、大米、玉米等粮食的主要成分，是养活全球人口最重要的食物原料，同时也是重要的工业原料。
多少年来，农作物通过光合作用，将水、二氧化碳等无机化合物合成可作为动物饲料和人类食物的糖类乃至淀粉等碳水化合物，是地球上最重要的生物化学反应过程。但这是效率最高的淀粉生产方式吗？答案是否定的。
根据论文通讯作者、天津工业生物所所长马延和提供的数据，在玉米等农作物中，将二氧化碳转变为淀粉，涉及约60步代谢反应以及复杂的生理调控，太阳能的利用效率不足2%。“植物经过亿万年进化，适应了自然环境，其固有属性制约了淀粉高效合成。”马延和称。
有没有一种办法能够摆脱植物来合成淀粉？自合成生物学诞生以来，人们就开始尝试人工构建非自然途径，实现二氧化碳到淀粉的转化，以突破植物媒介光合作用的瓶颈。但是，因为技术路线不清、瓶颈问题难测，这条科研之路存在很多不确定性。
马延和等人还是决定勇闯“无人区”。2015年起，天津工业生物所在中国科学院重点部署项目和天津市财政专项的支持下，立项开展二氧化碳合成淀粉的研究。
6年鏖战，研究团队终于如愿以偿。论文第一作者、天津工业生物所副研究员蔡韬兴奋地说：“我们拿合成淀粉与自然界中的淀粉比较，得到核磁结果是一模一样的，可以说，合成淀粉实际上与自然的淀粉是没有区别的。”
这意味着什么？数据显示，2019年，全世界有近7.5亿人面临重度粮食不安全，占世界总人口近十分之一。“即使是替代一部分粮食淀粉作为工业原料甚至饲料，也是对缓解农业压力的巨大贡献。”马延和表示。
技术路径
用二氧化碳人工合成淀粉，这项颠覆性技术是如何炼成的？马延和告诉记者，从能量角度看，光合作用的本质是将太阳光能转化为储藏在淀粉中的化学能。
可如何更高效地将光能转变为化学能？模拟和借鉴自然过程，构筑新的人工光合途径，科研人员想到了光能—电能—化学能的能量转变方式，首先通过光伏发电将光能转变为电能，通过光伏电水解产生氢气，然后通过催化利用氢气将二氧化碳还原生成甲醇，将电能转化为甲醇中储存的化学能，该过程的能量转化效率超过10%，远超光合作用的能量利用效率。
甲醇储存了来自太阳能的能量，但是自然界中并不存在甲醇合成淀粉的生命过程。于是，科研人员又利用合成生物学的思想，从海量的生物化学反应数据中设计出了一条仅包含10步主反应的甲醇到淀粉的人工路线ASAP。
为将设计蓝图变为现实，科研人员还挖掘与改造了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂，最终优中选优，使用10个酶逐步将一碳的甲醇转化为三碳的二羟基丙酮，进一步转化为六碳的磷酸葡萄糖，最终合成了直链和支链淀粉。
“这是实现人工光合作用合成淀粉的一种过程。”马延和说，从科学突破角度看，这一人工途径的淀粉合成，向设计自然、超越自然目标的实现迈进了一大步，为创建新功能的生物系统提供了新的科学基础。
从技术创新角度看，通过发展高效的人工催化剂和生物酶，研究团队从6568个生化反应中设计形成固碳与人工合成淀粉新途径。按照20%的光电转化效率计算，这条化学、生物杂合的人工合成淀粉新系统，理论能量转化效率可达7%，其淀粉合成速率比自然光合作用提高了3.5倍。
这意味着什么？蔡韬解释，按照目前技术参数推算，在能量供给充足的条件下，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量(按我国玉米淀粉平均亩产量计算)，“这一成果为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造打开了一扇窗”。
应用前景
在江南大学原校长、中国工程院院士陈坚看来，食品生产大约占据全球40%的耕地，产生了25%的温室气体，作为最主要的粮食成分之一，淀粉的可持续供应是人类未来面临的重要挑战。这项研究成果将化学与生物的方法相结合，采用蛋白质工程和合成生物学等一系列新技术，从二氧化碳直接合成淀粉，完全颠覆了传统的淀粉生产方式。这项研究工作是典型的从“0到1”的原创性成果，不仅对未来的农业生产，特别是粮食生产具有革命性的影响，而且对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义。
马延和表示，如果未来该系统过程成本与农业种植相比具有经济可行性，并实际应用，将有可能节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平。
不过，他同时强调，目前该成果尚处于实验室阶段，离实际应用还有相当长的距离，且面临诸多挑战。
“后续，研究团队还需要尽快实现从‘0到1’的概念突破到‘1到10’和‘10到100’的转换，让这项技术最终成为解决人类发展问题的有效手段和工具。”中科院副院长周琪表示，中科院将集成相关科技力量，一如既往地支持该项研究深入推进。
“当今世界面临全球气候变化、粮食安全、能源资源短缺、生态环境污染等一系列重大挑战，科技创新已成为重塑全球格局、创造人类美好未来的关键因素。二氧化碳的转化利用与人工合成淀粉，正是应对挑战的重大科技问题之一。”周琪说。
来源：经济日报
设想一下，不需要种地，也不需要绿色植物，以太阳光、水和二氧化碳为原料，在工厂里就可以像植物一样源源不断生产出淀粉。是不是很神奇？而今，这看似遥不可及的一幕，在不久的将来，有望实现。
近期，中科院天津工业生物技术研究所传来喜讯：经过6年技术攻关，科研团队在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。
不依赖植物光合作用，设计人工生物系统固定二氧化碳，合成淀粉，这一被国际学术界认为将是影响世界的重大颠覆性技术，究竟有何厉害之处？其突破，又有何科学意义和现实意义？记者就此采访了论文的作者及相关专家。
突破瓶颈
中国人偏重碳水饮食，清代美食家袁枚曾在《随园食单》中这样写道，“粥饭本也，余菜末也”，足见国人对碳水的宠爱。这里所说的碳水即碳水化合物，由碳、氢、氧组成，是人类生存必不可少的元素。而淀粉就是“粥饭”中最主要的碳水化合物，它是面粉、大米、玉米等粮食的主要成分，是养活全球人口最重要的食物原料，同时也是重要的工业原料。
多少年来，农作物通过光合作用，将水、二氧化碳等无机化合物合成可作为动物饲料和人类食物的糖类乃至淀粉等碳水化合物，是地球上最重要的生物化学反应过程。但这是效率最高的淀粉生产方式吗？答案是否定的。
根据论文通讯作者、天津工业生物所所长马延和提供的数据，在玉米等农作物中，将二氧化碳转变为淀粉，涉及约60步代谢反应以及复杂的生理调控，太阳能的利用效率不足2%。“植物经过亿万年进化，适应了自然环境，其固有属性制约了淀粉高效合成。”马延和称。
有没有一种办法能够摆脱植物来合成淀粉？自合成生物学诞生以来，人们就开始尝试人工构建非自然途径，实现二氧化碳到淀粉的转化，以突破植物媒介光合作用的瓶颈。但是，因为技术路线不清、瓶颈问题难测，这条科研之路存在很多不确定性。
马延和等人还是决定勇闯“无人区”。2015年起，天津工业生物所在中国科学院重点部署项目和天津市财政专项的支持下，立项开展二氧化碳合成淀粉的研究。
6年鏖战，研究团队终于如愿以偿。论文第一作者、天津工业生物所副研究员蔡韬兴奋地说：“我们拿合成淀粉与自然界中的淀粉比较，得到核磁结果是一模一样的，可以说，合成淀粉实际上与自然的淀粉是没有区别的。”
这意味着什么？数据显示，2019年，全世界有近7.5亿人面临重度粮食不安全，占世界总人口近十分之一。“即使是替代一部分粮食淀粉作为工业原料甚至饲料，也是对缓解农业压力的巨大贡献。”马延和表示。
技术路径
用二氧化碳人工合成淀粉，这项颠覆性技术是如何炼成的？马延和告诉记者，从能量角度看，光合作用的本质是将太阳光能转化为储藏在淀粉中的化学能。
可如何更高效地将光能转变为化学能？模拟和借鉴自然过程，构筑新的人工光合途径，科研人员想到了光能—电能—化学能的能量转变方式，首先通过光伏发电将光能转变为电能，通过光伏电水解产生氢气，然后通过催化利用氢气将二氧化碳还原生成甲醇，将电能转化为甲醇中储存的化学能，该过程的能量转化效率超过10%，远超光合作用的能量利用效率。
甲醇储存了来自太阳能的能量，但是自然界中并不存在甲醇合成淀粉的生命过程。于是，科研人员又利用合成生物学的思想，从海量的生物化学反应数据中设计出了一条仅包含10步主反应的甲醇到淀粉的人工路线ASAP。
为将设计蓝图变为现实，科研人员还挖掘与改造了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂，最终优中选优，使用10个酶逐步将一碳的甲醇转化为三碳的二羟基丙酮，进一步转化为六碳的磷酸葡萄糖，最终合成了直链和支链淀粉。
“这是实现人工光合作用合成淀粉的一种过程。”马延和说，从科学突破角度看，这一人工途径的淀粉合成，向设计自然、超越自然目标的实现迈进了一大步，为创建新功能的生物系统提供了新的科学基础。
从技术创新角度看，通过发展高效的人工催化剂和生物酶，研究团队从6568个生化反应中设计形成固碳与人工合成淀粉新途径。按照20%的光电转化效率计算，这条化学、生物杂合的人工合成淀粉新系统，理论能量转化效率可达7%，其淀粉合成速率比自然光合作用提高了3.5倍。
这意味着什么？蔡韬解释，按照目前技术参数推算，在能量供给充足的条件下，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量(按我国玉米淀粉平均亩产量计算)，“这一成果为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造打开了一扇窗”。
应用前景
在江南大学原校长、中国工程院院士陈坚看来，食品生产大约占据全球40%的耕地，产生了25%的温室气体，作为最主要的粮食成分之一，淀粉的可持续供应是人类未来面临的重要挑战。这项研究成果将化学与生物的方法相结合，采用蛋白质工程和合成生物学等一系列新技术，从二氧化碳直接合成淀粉，完全颠覆了传统的淀粉生产方式。这项研究工作是典型的从“0到1”的原创性成果，不仅对未来的农业生产，特别是粮食生产具有革命性的影响，而且对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义。
马延和表示，如果未来该系统过程成本与农业种植相比具有经济可行性，并实际应用，将有可能节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平。
不过，他同时强调，目前该成果尚处于实验室阶段，离实际应用还有相当长的距离，且面临诸多挑战。
“后续，研究团队还需要尽快实现从‘0到1’的概念突破到‘1到10’和‘10到100’的转换，让这项技术最终成为解决人类发展问题的有效手段和工具。”中科院副院长周琪表示，中科院将集成相关科技力量，一如既往地支持该项研究深入推进。
“当今世界面临全球气候变化、粮食安全、能源资源短缺、生态环境污染等一系列重大挑战，科技创新已成为重塑全球格局、创造人类美好未来的关键因素。二氧化碳的转化利用与人工合成淀粉，正是应对挑战的重大科技问题之一。”周琪说。
来源：经济日报
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近期，中科院天津工业生物技术研究所传来喜讯：经过6年技术攻关，科研团队在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。
不依赖植物光合作用，设计人工生物系统固定二氧化碳，合成淀粉，这一被国际学术界认为将是影响世界的重大颠覆性技术，究竟有何厉害之处？其突破，又有何科学意义和现实意义？记者就此采访了论文的作者及相关专家。
突破瓶颈
中国人偏重碳水饮食，清代美食家袁枚曾在《随园食单》中这样写道，“粥饭本也，余菜末也”，足见国人对碳水的宠爱。这里所说的碳水即碳水化合物，由碳、氢、氧组成，是人类生存必不可少的元素。而淀粉就是“粥饭”中最主要的碳水化合物，它是面粉、大米、玉米等粮食的主要成分，是养活全球人口最重要的食物原料，同时也是重要的工业原料。
多少年来，农作物通过光合作用，将水、二氧化碳等无机化合物合成可作为动物饲料和人类食物的糖类乃至淀粉等碳水化合物，是地球上最重要的生物化学反应过程。但这是效率最高的淀粉生产方式吗？答案是否定的。
根据论文通讯作者、天津工业生物所所长马延和提供的数据，在玉米等农作物中，将二氧化碳转变为淀粉，涉及约60步代谢反应以及复杂的生理调控，太阳能的利用效率不足2%。“植物经过亿万年进化，适应了自然环境，其固有属性制约了淀粉高效合成。”马延和称。
有没有一种办法能够摆脱植物来合成淀粉？自合成生物学诞生以来，人们就开始尝试人工构建非自然途径，实现二氧化碳到淀粉的转化，以突破植物媒介光合作用的瓶颈。但是，因为技术路线不清、瓶颈问题难测，这条科研之路存在很多不确定性。
马延和等人还是决定勇闯“无人区”。2015年起，天津工业生物所在中国科学院重点部署项目和天津市财政专项的支持下，立项开展二氧化碳合成淀粉的研究。
6年鏖战，研究团队终于如愿以偿。论文第一作者、天津工业生物所副研究员蔡韬兴奋地说：“我们拿合成淀粉与自然界中的淀粉比较，得到核磁结果是一模一样的，可以说，合成淀粉实际上与自然的淀粉是没有区别的。”
这意味着什么？数据显示，2019年，全世界有近7.5亿人面临重度粮食不安全，占世界总人口近十分之一。“即使是替代一部分粮食淀粉作为工业原料甚至饲料，也是对缓解农业压力的巨大贡献。”马延和表示。
技术路径
用二氧化碳人工合成淀粉，这项颠覆性技术是如何炼成的？马延和告诉记者，从能量角度看，光合作用的本质是将太阳光能转化为储藏在淀粉中的化学能。
可如何更高效地将光能转变为化学能？模拟和借鉴自然过程，构筑新的人工光合途径，科研人员想到了光能—电能—化学能的能量转变方式，首先通过光伏发电将光能转变为电能，通过光伏电水解产生氢气，然后通过催化利用氢气将二氧化碳还原生成甲醇，将电能转化为甲醇中储存的化学能，该过程的能量转化效率超过10%，远超光合作用的能量利用效率。
甲醇储存了来自太阳能的能量，但是自然界中并不存在甲醇合成淀粉的生命过程。于是，科研人员又利用合成生物学的思想，从海量的生物化学反应数据中设计出了一条仅包含10步主反应的甲醇到淀粉的人工路线ASAP。
为将设计蓝图变为现实，科研人员还挖掘与改造了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂，最终优中选优，使用10个酶逐步将一碳的甲醇转化为三碳的二羟基丙酮，进一步转化为六碳的磷酸葡萄糖，最终合成了直链和支链淀粉。
“这是实现人工光合作用合成淀粉的一种过程。”马延和说，从科学突破角度看，这一人工途径的淀粉合成，向设计自然、超越自然目标的实现迈进了一大步，为创建新功能的生物系统提供了新的科学基础。
从技术创新角度看，通过发展高效的人工催化剂和生物酶，研究团队从6568个生化反应中设计形成固碳与人工合成淀粉新途径。按照20%的光电转化效率计算，这条化学、生物杂合的人工合成淀粉新系统，理论能量转化效率可达7%，其淀粉合成速率比自然光合作用提高了3.5倍。
这意味着什么？蔡韬解释，按照目前技术参数推算，在能量供给充足的条件下，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量（按我国玉米淀粉平均亩产量计算），“这一成果为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造打开了一扇窗”。
应用前景
在江南大学原校长、中国工程院院士陈坚看来，食品生产大约占据全球40%的耕地，产生了25%的温室气体，作为最主要的粮食成分之一，淀粉的可持续供应是人类未来面临的重要挑战。这项研究成果将化学与生物的方法相结合，采用蛋白质工程和合成生物学等一系列新技术，从二氧化碳直接合成淀粉，完全颠覆了传统的淀粉生产方式。这项研究工作是典型的从“0到1”的原创性成果，不仅对未来的农业生产，特别是粮食生产具有革命性的影响，而且对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义。
马延和表示，如果未来该系统过程成本与农业种植相比具有经济可行性，并实际应用，将有可能节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平。
不过，他同时强调，目前该成果尚处于实验室阶段，离实际应用还有相当长的距离，且面临诸多挑战。
“后续，研究团队还需要尽快实现从‘0到1’的概念突破到‘1到10’和‘10到100’的转换，让这项技术最终成为解决人类发展问题的有效手段和工具。”中科院副院长周琪表示，中科院将集成相关科技力量，一如既往地支持该项研究深入推进。
“当今世界面临全球气候变化、粮食安全、能源资源短缺、生态环境污染等一系列重大挑战，科技创新已成为重塑全球格局、创造人类美好未来的关键因素。二氧化碳的转化利用与人工合成淀粉，正是应对挑战的重大科技问题之一。”周琪说。
近期，中科院天津工业生物技术研究所传来喜讯：经过6年技术攻关，科研团队在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。
不依赖植物光合作用，设计人工生物系统固定二氧化碳，合成淀粉，这一被国际学术界认为将是影响世界的重大颠覆性技术，究竟有何厉害之处？其突破，又有何科学意义和现实意义？记者就此采访了论文的作者及相关专家。
突破瓶颈
中国人偏重碳水饮食，清代美食家袁枚曾在《随园食单》中这样写道，“粥饭本也，余菜末也”，足见国人对碳水的宠爱。这里所说的碳水即碳水化合物，由碳、氢、氧组成，是人类生存必不可少的元素。而淀粉就是“粥饭”中最主要的碳水化合物，它是面粉、大米、玉米等粮食的主要成分，是养活全球人口最重要的食物原料，同时也是重要的工业原料。
多少年来，农作物通过光合作用，将水、二氧化碳等无机化合物合成可作为动物饲料和人类食物的糖类乃至淀粉等碳水化合物，是地球上最重要的生物化学反应过程。但这是效率最高的淀粉生产方式吗？答案是否定的。
根据论文通讯作者、天津工业生物所所长马延和提供的数据，在玉米等农作物中，将二氧化碳转变为淀粉，涉及约60步代谢反应以及复杂的生理调控，太阳能的利用效率不足2%。“植物经过亿万年进化，适应了自然环境，其固有属性制约了淀粉高效合成。”马延和称。
有没有一种办法能够摆脱植物来合成淀粉？自合成生物学诞生以来，人们就开始尝试人工构建非自然途径，实现二氧化碳到淀粉的转化，以突破植物媒介光合作用的瓶颈。但是，因为技术路线不清、瓶颈问题难测，这条科研之路存在很多不确定性。
马延和等人还是决定勇闯“无人区”。2015年起，天津工业生物所在中国科学院重点部署项目和天津市财政专项的支持下，立项开展二氧化碳合成淀粉的研究。
6年鏖战，研究团队终于如愿以偿。论文第一作者、天津工业生物所副研究员蔡韬兴奋地说：“我们拿合成淀粉与自然界中的淀粉比较，得到核磁结果是一模一样的，可以说，合成淀粉实际上与自然的淀粉是没有区别的。”
这意味着什么？数据显示，2019年，全世界有近7.5亿人面临重度粮食不安全，占世界总人口近十分之一。“即使是替代一部分粮食淀粉作为工业原料甚至饲料，也是对缓解农业压力的巨大贡献。”马延和表示。
技术路径
用二氧化碳人工合成淀粉，这项颠覆性技术是如何炼成的？马延和告诉记者，从能量角度看，光合作用的本质是将太阳光能转化为储藏在淀粉中的化学能。
可如何更高效地将光能转变为化学能？模拟和借鉴自然过程，构筑新的人工光合途径，科研人员想到了光能—电能—化学能的能量转变方式，首先通过光伏发电将光能转变为电能，通过光伏电水解产生氢气，然后通过催化利用氢气将二氧化碳还原生成甲醇，将电能转化为甲醇中储存的化学能，该过程的能量转化效率超过10%，远超光合作用的能量利用效率。
甲醇储存了来自太阳能的能量，但是自然界中并不存在甲醇合成淀粉的生命过程。于是，科研人员又利用合成生物学的思想，从海量的生物化学反应数据中设计出了一条仅包含10步主反应的甲醇到淀粉的人工路线ASAP。
为将设计蓝图变为现实，科研人员还挖掘与改造了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂，最终优中选优，使用10个酶逐步将一碳的甲醇转化为三碳的二羟基丙酮，进一步转化为六碳的磷酸葡萄糖，最终合成了直链和支链淀粉。
“这是实现人工光合作用合成淀粉的一种过程。”马延和说，从科学突破角度看，这一人工途径的淀粉合成，向设计自然、超越自然目标的实现迈进了一大步，为创建新功能的生物系统提供了新的科学基础。
从技术创新角度看，通过发展高效的人工催化剂和生物酶，研究团队从6568个生化反应中设计形成固碳与人工合成淀粉新途径。按照20%的光电转化效率计算，这条化学、生物杂合的人工合成淀粉新系统，理论能量转化效率可达7%，其淀粉合成速率比自然光合作用提高了3.5倍。
这意味着什么？蔡韬解释，按照目前技术参数推算，在能量供给充足的条件下，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量（按我国玉米淀粉平均亩产量计算），“这一成果为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造打开了一扇窗”。
应用前景
在江南大学原校长、中国工程院院士陈坚看来，食品生产大约占据全球40%的耕地，产生了25%的温室气体，作为最主要的粮食成分之一，淀粉的可持续供应是人类未来面临的重要挑战。这项研究成果将化学与生物的方法相结合，采用蛋白质工程和合成生物学等一系列新技术，从二氧化碳直接合成淀粉，完全颠覆了传统的淀粉生产方式。这项研究工作是典型的从“0到1”的原创性成果，不仅对未来的农业生产，特别是粮食生产具有革命性的影响，而且对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义。
马延和表示，如果未来该系统过程成本与农业种植相比具有经济可行性，并实际应用，将有可能节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平。
不过，他同时强调，目前该成果尚处于实验室阶段，离实际应用还有相当长的距离，且面临诸多挑战。
“后续，研究团队还需要尽快实现从‘0到1’的概念突破到‘1到10’和‘10到100’的转换，让这项技术最终成为解决人类发展问题的有效手段和工具。”中科院副院长周琪表示，中科院将集成相关科技力量，一如既往地支持该项研究深入推进。
“当今世界面临全球气候变化、粮食安全、能源资源短缺、生态环境污染等一系列重大挑战，科技创新已成为重塑全球格局、创造人类美好未来的关键因素。二氧化碳的转化利用与人工合成淀粉，正是应对挑战的重大科技问题之一。”周琪说。
#美丽乡村 幸福盘锦# 【辽宁：创新赋能做好“老、原、新”三篇大文章】#美好辽宁欢迎您#
发展工业，是辽宁的初心。
新中国第一炉钢水、第一台机床、第一架喷气式飞机、第一艘万吨轮船……在位于沈阳的中国工业博物馆里，展板上密密麻麻记录着辽宁在新中国工业史上创造的上千个“第一”。然而一转身，又会在另一块展板上看到曾经凋敝的工厂和失落的工人……
辉煌有时，阵痛亦有时。
在实现“两个一百年”奋斗目标的历史交汇点上，在“十四五”起步之时，回首工业初心，面向新发展格局，辽宁起笔便是“大文章”——“辽宁振兴首先要工业振兴，工业振兴必须做好改造升级‘老字号’、深度开发‘原字号’、培育壮大‘新字号’三篇大文章。”辽宁省委书记张国清在接受《人民日报》专访时如是说。
上半年紧锣密鼓，辽宁用人工智能、大数据、物联网等新一代信息技术改造“老字号”产业；深度开发冶金、石化等“原字号”产业，改变原材料有余而增值链不足的状况；强力推进战略性新兴产业、高技术制造业和高技术服务业发展，培育壮大一批“新字号”产业。
上半年，辽宁全省地区生产总值12641.2亿元，按可比价格计算，同比增长9.9%。全省规上工业增加值同比增长11.5%，高于去年同期13.8个百分点，较2019年上半年增长8.9%，两年平均增长4.4%，路径清晰、抓手明确、起跑有力。
在这“三篇大文章”的背后，始终贯穿着一个关键词——创新！在“十四五”开局之年，科技创新这个“关键变量”正在成为辽宁全面振兴、全方位振兴的“最大增量”。
制造变“智造” 激活“老”优势
2020年，沈鼓集团的订单量增长了20%，对于一家老牌装备制造企业而言，这个成绩来之不易。沈鼓集团党委书记、董事长戴继双将其归功于生产经营重心向制造和服务并重的转变。
“运筹平台之中，消障千里之外。”沈鼓集团开发建设的“沈鼓云”服务平台和远程监测与故障诊断中心，有效保障了用户的机组安全和经济利益。目前，平台线上服务用户387家，监测机组总数达4000余台，在线消除故障82台次，指导用户立即停机避免更大损失41台次。
思路决定出路。“十四五”时期，辽宁将聚焦数字化、智能化、绿色化、服务化，发挥产业数字化的应用场景优势和数字产业化的数据资源优势，用人工智能等新一代信息技术为“老字号”赋能增效。
鞍钢被称为“中国钢铁工业的摇篮”，这里曾经炼出了东北解放后的第一炉铁水。现在，融合了5G、AI、云计算、大数据、边缘计算等技术的“5G+智慧钢铁”解决方案，已成功应用在鞍钢的多条生产线上。
“过去冶炼一炉钢需要10个工人，现在5个工人就能操作两个炉。”鞍钢炼钢总厂三分厂五号线作业长曹祥介绍说，今年新应用在生产线上的“5G+智慧钢铁”大大提高了生产效率，月产钢量连续突破历史纪录。
依托厚实的产业基础和齐全的工业门类，辽宁不断推动工业互联网创新发展。全省已累计建成5G基站3万余个。标识解析二级节点上线达到6个，在建13个二级节点，接入企业397户，标识解析注册量586万，居东北首位。15个省级工业互联网平台服务企业近1万户，连接工业设备近10万台，提供工业APP 493个。
拉长产业链 提升“原”价值
石化、建材等原材料及深加工行业，是目前辽宁最大的工业板块。
为了提升产业链、供应链的稳定性和竞争力，辽宁创新性地分产业、分类别提出24条全省重点发展产业链，以及各地区的主导产业链条和特色产业集群，加快建链、补链、延链、强链，让优势产业基础更牢。
大连市的石化产业有着悠久的历史。随着恒力石化年产2000万吨炼化一体化项目全面达产，大连市炼油、PTA（精对苯二甲酸）等产能增长位居国内第一。恒力石化150万吨乙烯、逸盛大化100万吨聚酯瓶片等项目的投产，使大连市具备了向下延伸产业链的良好基础。同时，依托中科院大连化物所、大连理工大学等优势科研力量，大连精细化工产业正以年均20%的增速发展。2020年，大连石油化工产业总产值规模达到2761亿元，占全市工业总产值比重超过40%，“油头大、化身短、化尾小”的局面得到明显改善。
鞍山市拥有占全国79%的菱镁矿储量，全市现有菱镁规上企业200户，年产能达4000余万吨。为了做强产业链，充分发挥得天独厚的资源优势，鞍山市加快镁制品转化步伐，提升耐火原料档次，发展无碳/低碳镁质耐火制品、镁质不定型耐材、冶金连铸用高耐久镁质功能材料等。同时，依托海城牌楼菱镁产业升级试验区，引进宝武、鞍钢等大型企业集团，提高产业集中度，力争到2025年实现菱镁产业总产值500亿元、产品深加工率达80%以上。
放大集聚效应的同时，辽宁还注重强化企业的创新主体地位。
今年3月以来，辽宁省科技厅公布了首批200个典型实质性产学研联盟和173项“揭榜挂帅”科技攻关项目榜单。通过让企业做“盟主”“链主”，辽宁改革科技项目组织方式，请企业出题，实施“揭榜挂帅”科研攻关机制，让想干事、能干事的科技人才“挂帅出征”。
短短几个月过去，两批榜单上95%的项目已被“揭走”。揭榜单位中涵盖了省外的多家高校、企业和团队，他们将成为攻克“卡脖子”技术的强力外援，为辽宁做好结构调整“三篇大文章”提供科技支撑。
同时，“揭榜挂帅”这种新颖的形式也在各行各业掀起了创新热潮。
4月下旬的一天，在中国石油辽河油田的会议室里，数十位技术专家和管理骨干正在对5个技术攻关项目进行“揭榜挂帅”。不设门槛、不论资质，谁有本事，谁就揭榜，这也是辽河油田开发51年来首次以“揭榜挂帅”的形式激励技术攻关，以此推进产业链、价值链向中高端发展。
培育新生态 壮大“新”动能
7月14日，在“辽宁—长三角招商引资促进周”期间，辽宁首次举办了与长三角全方位合作的科技招商活动，吸引了众多高新技术企业的关注。在“数字辽宁、智造强省”经贸合作对接会上，共有129个项目进行签约，其中涉“新字号”项目达到65个，总金额861.88亿元，占此次签约总额的64.7%。
7月29日，由省、市、县（区）三级共建的辽宁（东戴河）“带土移植”转化中心，在于北京举行的辽宁东戴河新区承接京津冀“带土移植”科技招商推介会上亮相。当天，20家企业现场进行了签约，10个项目达成了合作意向。
半个月的时间里，从长三角到京津冀，两场专门的科技招商活动，是辽宁今年围绕做好“三篇大文章”开展精准招商的缩影。
与此同时，辽宁还拿出真金白银，奖励创新。“总体上看，今年用于支持的科技专项资金总计将达到8亿元，占年度省本级科技专项资金的80%，力度空前。”辽宁省科技厅相关负责人表示。
进入新发展阶段，不断优化的创新生态让辽宁的“新”字号喜讯不断。
日前，在工信部公布的全国新一代人工智能产业创新重点任务揭榜优胜单位中，来自辽宁的东软集团和沈阳新松机器人自动化有限公司从全国203家揭榜单位和潜力单位中脱颖而出，成功入围。
今年一季度，全省高新技术企业主营业务收入同比增长22.2%；瞪羚企业（创业后跨过死亡谷以科技创新或商业模式创新为支撑进入高成长期的中小企业）实现利润同比增长54.9%；通过评价入库科技型中小企业1903家，数量较去年同期翻了一倍。
作为党的十九大特别是党的十九届五中全会之后，在省级层面出台的全国首部针对规范科技创新的地方性法规，7月27日，《辽宁省科技创新条例》（以下简称《条例》）经辽宁省十三届人大常委会第二十七次会议表决通过，将于今年10月1日起正式实施。。
《条例》明确，辽宁将对批复的国家实验室每年分别给予不低于5亿元的建设与运行经费，对批复的国家级科技创新平台每年分别给予不低于500万元的建设与运行经费；省人民政府投入基础研究和应用基础研究的资金不低于本级财政科技专项资金的20%，市人民政府参照执行，全社会研究与试验发展经费年均增速不低于7%；对突破性创新成果给予重奖，获得国家最高科学技术奖的，奖励不低于500万元，获得国家自然科学奖等奖项的，奖励不低于200万元……
在强化正向激励的同时，《条例》还列出了具有操作性的负面清单，严惩论文造假、抄袭剽窃他人科研成果等科研失信行为，并在科研项目管理和科技创新决策上，允许失败，尽职免责。
在源源不断的创新动力推动下，辽宁正全力书写结构调整“三篇大文章”，而《辽宁省科技创新条例》的实施，将进一步改善辽宁的创新生态，引领辽宁全面振兴、全方位振兴再上新台阶。
发展工业，是辽宁的初心。
新中国第一炉钢水、第一台机床、第一架喷气式飞机、第一艘万吨轮船……在位于沈阳的中国工业博物馆里，展板上密密麻麻记录着辽宁在新中国工业史上创造的上千个“第一”。然而一转身，又会在另一块展板上看到曾经凋敝的工厂和失落的工人……
辉煌有时，阵痛亦有时。
在实现“两个一百年”奋斗目标的历史交汇点上，在“十四五”起步之时，回首工业初心，面向新发展格局，辽宁起笔便是“大文章”——“辽宁振兴首先要工业振兴，工业振兴必须做好改造升级‘老字号’、深度开发‘原字号’、培育壮大‘新字号’三篇大文章。”辽宁省委书记张国清在接受《人民日报》专访时如是说。
上半年紧锣密鼓，辽宁用人工智能、大数据、物联网等新一代信息技术改造“老字号”产业；深度开发冶金、石化等“原字号”产业，改变原材料有余而增值链不足的状况；强力推进战略性新兴产业、高技术制造业和高技术服务业发展，培育壮大一批“新字号”产业。
上半年，辽宁全省地区生产总值12641.2亿元，按可比价格计算，同比增长9.9%。全省规上工业增加值同比增长11.5%，高于去年同期13.8个百分点，较2019年上半年增长8.9%，两年平均增长4.4%，路径清晰、抓手明确、起跑有力。
在这“三篇大文章”的背后，始终贯穿着一个关键词——创新！在“十四五”开局之年，科技创新这个“关键变量”正在成为辽宁全面振兴、全方位振兴的“最大增量”。
制造变“智造” 激活“老”优势
2020年，沈鼓集团的订单量增长了20%，对于一家老牌装备制造企业而言，这个成绩来之不易。沈鼓集团党委书记、董事长戴继双将其归功于生产经营重心向制造和服务并重的转变。
“运筹平台之中，消障千里之外。”沈鼓集团开发建设的“沈鼓云”服务平台和远程监测与故障诊断中心，有效保障了用户的机组安全和经济利益。目前，平台线上服务用户387家，监测机组总数达4000余台，在线消除故障82台次，指导用户立即停机避免更大损失41台次。
思路决定出路。“十四五”时期，辽宁将聚焦数字化、智能化、绿色化、服务化，发挥产业数字化的应用场景优势和数字产业化的数据资源优势，用人工智能等新一代信息技术为“老字号”赋能增效。
鞍钢被称为“中国钢铁工业的摇篮”，这里曾经炼出了东北解放后的第一炉铁水。现在，融合了5G、AI、云计算、大数据、边缘计算等技术的“5G+智慧钢铁”解决方案，已成功应用在鞍钢的多条生产线上。
“过去冶炼一炉钢需要10个工人，现在5个工人就能操作两个炉。”鞍钢炼钢总厂三分厂五号线作业长曹祥介绍说，今年新应用在生产线上的“5G+智慧钢铁”大大提高了生产效率，月产钢量连续突破历史纪录。
依托厚实的产业基础和齐全的工业门类，辽宁不断推动工业互联网创新发展。全省已累计建成5G基站3万余个。标识解析二级节点上线达到6个，在建13个二级节点，接入企业397户，标识解析注册量586万，居东北首位。15个省级工业互联网平台服务企业近1万户，连接工业设备近10万台，提供工业APP 493个。
拉长产业链 提升“原”价值
石化、建材等原材料及深加工行业，是目前辽宁最大的工业板块。
为了提升产业链、供应链的稳定性和竞争力，辽宁创新性地分产业、分类别提出24条全省重点发展产业链，以及各地区的主导产业链条和特色产业集群，加快建链、补链、延链、强链，让优势产业基础更牢。
大连市的石化产业有着悠久的历史。随着恒力石化年产2000万吨炼化一体化项目全面达产，大连市炼油、PTA（精对苯二甲酸）等产能增长位居国内第一。恒力石化150万吨乙烯、逸盛大化100万吨聚酯瓶片等项目的投产，使大连市具备了向下延伸产业链的良好基础。同时，依托中科院大连化物所、大连理工大学等优势科研力量，大连精细化工产业正以年均20%的增速发展。2020年，大连石油化工产业总产值规模达到2761亿元，占全市工业总产值比重超过40%，“油头大、化身短、化尾小”的局面得到明显改善。
鞍山市拥有占全国79%的菱镁矿储量，全市现有菱镁规上企业200户，年产能达4000余万吨。为了做强产业链，充分发挥得天独厚的资源优势，鞍山市加快镁制品转化步伐，提升耐火原料档次，发展无碳/低碳镁质耐火制品、镁质不定型耐材、冶金连铸用高耐久镁质功能材料等。同时，依托海城牌楼菱镁产业升级试验区，引进宝武、鞍钢等大型企业集团，提高产业集中度，力争到2025年实现菱镁产业总产值500亿元、产品深加工率达80%以上。
放大集聚效应的同时，辽宁还注重强化企业的创新主体地位。
今年3月以来，辽宁省科技厅公布了首批200个典型实质性产学研联盟和173项“揭榜挂帅”科技攻关项目榜单。通过让企业做“盟主”“链主”，辽宁改革科技项目组织方式，请企业出题，实施“揭榜挂帅”科研攻关机制，让想干事、能干事的科技人才“挂帅出征”。
短短几个月过去，两批榜单上95%的项目已被“揭走”。揭榜单位中涵盖了省外的多家高校、企业和团队，他们将成为攻克“卡脖子”技术的强力外援，为辽宁做好结构调整“三篇大文章”提供科技支撑。
同时，“揭榜挂帅”这种新颖的形式也在各行各业掀起了创新热潮。
4月下旬的一天，在中国石油辽河油田的会议室里，数十位技术专家和管理骨干正在对5个技术攻关项目进行“揭榜挂帅”。不设门槛、不论资质，谁有本事，谁就揭榜，这也是辽河油田开发51年来首次以“揭榜挂帅”的形式激励技术攻关，以此推进产业链、价值链向中高端发展。
培育新生态 壮大“新”动能
7月14日，在“辽宁—长三角招商引资促进周”期间，辽宁首次举办了与长三角全方位合作的科技招商活动，吸引了众多高新技术企业的关注。在“数字辽宁、智造强省”经贸合作对接会上，共有129个项目进行签约，其中涉“新字号”项目达到65个，总金额861.88亿元，占此次签约总额的64.7%。
7月29日，由省、市、县（区）三级共建的辽宁（东戴河）“带土移植”转化中心，在于北京举行的辽宁东戴河新区承接京津冀“带土移植”科技招商推介会上亮相。当天，20家企业现场进行了签约，10个项目达成了合作意向。
半个月的时间里，从长三角到京津冀，两场专门的科技招商活动，是辽宁今年围绕做好“三篇大文章”开展精准招商的缩影。
与此同时，辽宁还拿出真金白银，奖励创新。“总体上看，今年用于支持的科技专项资金总计将达到8亿元，占年度省本级科技专项资金的80%，力度空前。”辽宁省科技厅相关负责人表示。
进入新发展阶段，不断优化的创新生态让辽宁的“新”字号喜讯不断。
日前，在工信部公布的全国新一代人工智能产业创新重点任务揭榜优胜单位中，来自辽宁的东软集团和沈阳新松机器人自动化有限公司从全国203家揭榜单位和潜力单位中脱颖而出，成功入围。
今年一季度，全省高新技术企业主营业务收入同比增长22.2%；瞪羚企业（创业后跨过死亡谷以科技创新或商业模式创新为支撑进入高成长期的中小企业）实现利润同比增长54.9%；通过评价入库科技型中小企业1903家，数量较去年同期翻了一倍。
作为党的十九大特别是党的十九届五中全会之后，在省级层面出台的全国首部针对规范科技创新的地方性法规，7月27日，《辽宁省科技创新条例》（以下简称《条例》）经辽宁省十三届人大常委会第二十七次会议表决通过，将于今年10月1日起正式实施。。
《条例》明确，辽宁将对批复的国家实验室每年分别给予不低于5亿元的建设与运行经费，对批复的国家级科技创新平台每年分别给予不低于500万元的建设与运行经费；省人民政府投入基础研究和应用基础研究的资金不低于本级财政科技专项资金的20%，市人民政府参照执行，全社会研究与试验发展经费年均增速不低于7%；对突破性创新成果给予重奖，获得国家最高科学技术奖的，奖励不低于500万元，获得国家自然科学奖等奖项的，奖励不低于200万元……
在强化正向激励的同时，《条例》还列出了具有操作性的负面清单，严惩论文造假、抄袭剽窃他人科研成果等科研失信行为，并在科研项目管理和科技创新决策上，允许失败，尽职免责。
在源源不断的创新动力推动下，辽宁正全力书写结构调整“三篇大文章”，而《辽宁省科技创新条例》的实施，将进一步改善辽宁的创新生态，引领辽宁全面振兴、全方位振兴再上新台阶。
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