“空氣變饅頭”？馬延和帶領(lǐng)團隊努力近十年攻克這項技術(shù)

全國兩會閉幕后，全國人大代表馬延和返回工作崗位，投身二氧化碳合成淀粉的實驗項目，該項目是通過人工合成的手段，將空氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為淀粉，網(wǎng)友稱之為“空氣變饅頭”。

3年前，馬延和帶領(lǐng)團隊成功實現(xiàn)二氧化碳合成淀粉的消息一經(jīng)公布，引發(fā)廣泛關(guān)注。如今，項目已經(jīng)進入工程測試階段，向產(chǎn)業(yè)化又邁進了一大步。

記者：作為科學家來說，你心中追求的那個理想是什么？

馬延和：就是把我們農(nóng)田種植的玉米、大豆，能夠在啤酒罐里面合成出來，我們叫農(nóng)業(yè)工業(yè)化的一條路線，如果這條路線能夠成功，我們可能主糧、主要的作物不用種。

記者：那不用種哪來？

馬延和：就是車間制造，把農(nóng)田種植的模式變成車間制造。

在馬延和設(shè)想的車間制造中，二氧化碳成為原料，不但可以轉(zhuǎn)化成淀粉，還可以轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)、糖類。

這份淀粉樣品代表的是科學上從0到1的一次突破，從二氧化碳到淀粉，首次全人工合成。在這之前，淀粉的真正制造者是綠色植物，也只有綠色植物的光合作用才能把二氧化碳和水合成為淀粉，人類離不開的碳水是對植物進行加工才得到的。為了這項突破，馬延和帶領(lǐng)團隊努力了近十年時間。

記者：會帶來什么樣的顛覆性改變？

馬延和：我覺得最直接的一個是節(jié)約我們大量的土地耕地，就是可能我們的生產(chǎn)效率能夠提升90%，或者是能節(jié)約土地、節(jié)約淡水90%以上，不需要農(nóng)藥化肥，減輕我們農(nóng)業(yè)的壓力。另外一個可能更重要，就是我們有一個非常可靠的渠道去消納二氧化碳，它的需求很大，所以它對二氧化碳的消納就非常巨大。

基礎(chǔ)科學研究中有一類課題叫做原始創(chuàng)新，需要長期投入，但結(jié)果不能預估。二氧化碳合成淀粉實驗項目就是這樣的課題，和那些已經(jīng)聚集了眾多課題的領(lǐng)域和賽道相比，這一項目的啟動注定要面對多方考量。

中國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所成立于2012年，馬延和參與籌建并擔任第一任所長。二氧化碳合成淀粉是他上任后，舉全所之力推動的重大項目。

記者：這個項目你是怎么關(guān)注上的？這是別人讓你做的，還是說你作為一個科學家，想去探索。

馬延和：這就是在天津所成立之后，那個時候在思考的就是我們國家未來面臨的問題。因為我們做工業(yè)生物技術(shù)，所以希望用這個工業(yè)生物技術(shù)能夠轉(zhuǎn)變我們傳統(tǒng)植物光合作用的能力和效率，在車間里面就可以制造我們農(nóng)田種植的一些產(chǎn)品，農(nóng)產(chǎn)品，包括糧食在內(nèi)。

植物制造淀粉是通過一系列生化反應實現(xiàn)的，以玉米為例，它的過程涉及60多步代謝反應，太陽能的利用效率不足2%。人工合成淀粉的目的是提高效率，馬延和與團隊所做的事情，是尋找步驟最少、效率最高的路徑，在實驗室內(nèi)將二氧化碳合成為淀粉。

馬延和：開始大家還是比較有自信，有信心，淀粉分子的合成每一步反應都能發(fā)生，但是把這些反應放在一起，它就沒有反應，沒有物質(zhì)產(chǎn)生，到底問題出在哪里，就是一個一個去排除，這種排列組合就很多。

反復實驗、反復失敗的過程持續(xù)了三年多時間，研究所可支配的經(jīng)費是有限的，隨著實驗項目戰(zhàn)線的拉長，資金壓力越來越大。

記者：緊張到什么程度？

馬延和：緊張到可能工資都發(fā)不出來。

記者：你是怎么熬過去呢？

馬延和：確實很煎熬，其實很難面對我們團隊的人，那個時候就是故意要回避去見他們，但是要去想辦法。

雙重壓力之下，馬延和的辦法是，用所內(nèi)其他項目掙來的錢要支撐這一看不到終點的跋涉。

馬延和：有堅持不下去的這種感覺了。

記者：大家伙還是每天去堅持這種實驗？

馬延和：對，還是在堅持，那個時候我們有其他的項目去交差，留出一部分人來悄悄地做。

記者：干嗎還悄悄地做。

馬延和：其實有些技術(shù)需要悄悄做的，我們看國外的一些大型企業(yè)，他們做的研發(fā)很多也都是非常有原創(chuàng)性的工作，但是它在成功之前是一律保密的，是商業(yè)秘密。

記者：你做的這一步是什么實驗？

馬延和：這個就是反應完了之后，我要檢測到底有沒有淀粉。加一點碘進去，它如果變藍就說明它有淀粉。

記者：那就是每次都見不到藍的時候。

實驗人員：就是很有挫敗感。

記者：挫敗了還要再往前走。

實驗人員：反正做科研的，就是不要怕失敗，要在失敗中前行，就去想各種解決方案，然后最終把那個問題解決了，我們就成功了。

2018年盛夏的一天，實驗人員照常將碘加入試管，讓人驚喜的是，試管中第一次出現(xiàn)了淡淡的藍色。

記者：當時你看到這個藍，你相信嗎？

實驗人員：其實有點懷疑，所以我跟老師匯報了之后，我們又重復了一下實驗，然后又出現(xiàn)了，當時那個藍色比較淺，就是一個很淺的藍色。

記者：這個顏色你等了多久？

實驗人員：等了三年半。

實驗人員隨后提取出二氧化碳合成的淀粉樣品，至此，實驗項目已經(jīng)實現(xiàn)重大突破。接下來，整理報告，撰寫論文，發(fā)表到頂級刊物上，這是大部分科研項目都要走的路，而論文也是評價科研人員成就的重要標準之一。

馬延和：我就一直不讓發(fā)，團隊的人也提出來過。

記者：那你干嗎不發(fā)？

馬延和：我不讓發(fā)的意思就是現(xiàn)在還不成熟，要形成技術(shù)、形成產(chǎn)業(yè)化應用，路還長，還遠，發(fā)文章不是我們的目的。

長時間堅守，辛勤付出，卻沒有論文發(fā)表，團隊成員也面臨著來自外界的壓力。

馬延和：這就是跟我們團隊的年輕人開始時討論的話題，因為他們也知道，他們也會問，如果我們這幾年沒有產(chǎn)出，會不會有考核上的問題，我們自己怎么成長。

記者：人家年輕人這一系列靈魂提問，你怎么回答人家？

馬延和：就是說你們不用管，所有的條件我來承擔，你們就安心在實驗室做你們該做的事情。

記者：怎么給人家解決呢？

馬延和：在所里我們就做了一種新的管理模式，單獨為這些人制定了職稱晉升的辦法，單獨評價考核的辦法，不用和我們的一般科技人員一起來參加統(tǒng)一標準的考核。

記者：如果說現(xiàn)有的這個考核機制是對大家都管用，你必須得一年寫出多少篇文章，在哪兒發(fā)表，在你這不用，那不用怎么才能考核呢？

馬延和：其實你這個問題非常非常關(guān)鍵，我們現(xiàn)在的科技考核評價方式和方法看你這個人個人的產(chǎn)出，發(fā)的文章越高越好、越多越好。

記者：是這個邏輯嗎？

馬延和：我覺得我們畢竟還需要另外的一種追求，或者說我們國家的一些戰(zhàn)略需求，需要有一批人去隱姓埋名。

記者：大家都在這個體系里面去競爭，你要出來去隱姓埋名，為什么？

馬延和：我們國家的科技發(fā)展還是很快的，但是和西方相比，我們總體上來講是落后的，很多的領(lǐng)域包括我們所從事的領(lǐng)域生物技術(shù)領(lǐng)域，很多的底層技術(shù)、方法，包括裝備試劑，都是受制于人的，這個是一個系統(tǒng)性的問題，所以我們可能要從點點滴滴做起，一步一步追趕，現(xiàn)在我們需要營造一種文化，一種環(huán)境，能夠讓一批人去沉下心來坐上冷板凳，不問世事，不問前程。

雖然最初實現(xiàn)了二氧化碳合成淀粉技術(shù)從零到一的突破，但因其轉(zhuǎn)化成本極其高昂，遠遠達不到產(chǎn)業(yè)化的要求。2018年之后，馬延和帶領(lǐng)團隊繼續(xù)堅持默默無聞的研究，不斷優(yōu)化路徑，不斷重復實驗，并借助先進的技術(shù)手段，來降低二氧化碳合成淀粉的轉(zhuǎn)化成本。

2021年9月24日，國際權(quán)威期刊《科學》在線發(fā)表了馬延和與團隊在淀粉人工合成上取得的重大突破性成果，隨即被媒體密集報道，被譽為生物制造領(lǐng)域的重要里程碑。

記者：當你的這個文章發(fā)表在科學雜志上之后，很多人就在旁邊留言說這個很可能得諾貝爾獎了，有人說可不可以拿這個當成一個條件，可以去做院士了，這些你考慮嗎？你喜歡嗎？你在乎嗎？

馬延和：無所謂，我覺得最在乎的就是這個技術(shù)能不能落地，能不能夠做成，其他的都無所謂。我們一直在所里說一句話，就是向著太陽走，影子會跟著你，如果我們掉過頭來追影子，永遠追不到。其實是想讓大家樹立一個正確的價值觀，正確的導向，去做該做的事情，如果說把這個影子比喻成名譽、地位、待遇，如果回頭去計較這些，那肯定會迷路的，而且永遠追不到。

去年底，因任期結(jié)束，馬延和從研究所所長的位置上退了下來，但他并沒有停歇，搭建新的科研平臺，推動技術(shù)迭代升級，為中試做準備，他變得更加忙碌。

記者：這路還有多長？

馬延和：樂觀一點的話，我們還得需要幾年時間。

記者：你急嗎？

馬延和：著急，很著急，心里很急，但是表面上還不能表達出來。

記者：如果我們慢了，別的國家、別的科研團隊有沒有可能比我們快。

馬延和：有可能。

記者：反正大家都在做，快又怎么樣呢？

馬延和：那就是可能我們很多的先機就失去了。科技也是一種賽道，產(chǎn)業(yè)也是一種賽道，誰跑在前面誰贏，誰的利益最大。

記者：未來如果它能夠進行科技轉(zhuǎn)化了，你在里面算扮演一個什么角色？

馬延和：就是一個啟蒙者或者啟動者。

記者：一代一代人就這么做下去？

馬延和：對，功成不必在我。