خطوة نحو معالجة تحديات تغير المناخ والأمن الغذائي
تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى نشا!
حقق علماء صينيون تقدماً علمياً مهماً يفتح آفاقاً جديدة في مجال التكنولوجيا الحيوية والاقتصاد الدائري للكربون، حيث طوروا طريقة ثورية لتحويل غاز ثاني أكسيد الكربون مباشرة إلى نشا بزيادة إنتاجية تصل إلى عشرة أضعاف الطرق السابقة.
هذا الإنجاز، الذي تم الإعلان عنه في دورية «ساينس» العلمية، يشكل خطوة كبيرة نحو معالجة التحديات المزدوجة المتمثلة في تغير المناخ والأمن الغذائي العالمي، حيث يقدم حلاً متكاملاً لالتقاط الانبعاثات وإنتاج غذاء أساسي.
وذكر الباحثون في معهد «تيانجين» للعلوم الاصطناعية الحيوية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، أن النظام الجديد يعتمد على سلسلة تفاعلات كيميائية حيوية مصممة هندسياً تحاكي عملية التمثيل الضوئي الطبيعية ولكن بكفاءة أعلى وأسرع.
وتعتمد التقنية الجديدة على محفزات إنزيمية متطورة وعمليات تخليق حيوي معاد تصميمها، حيث يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون أولاً إلى ميثانول عبر تفاعلات تحفيزية، ثم تحويل الميثانول إلى وحدات سكر، وأخيراً تجميعها في سلسلة نشا طويلة.
مزايا النظام الجديد:
• إنتاج النشا من ثاني أكسيد الكربون مباشرة من دون الحاجة إلى عملية التمثيل الضوئي الطبيعية أو زراعة محاصيل تقليدية.
• كفاءة طاقة أعلى بنسبة 8.5 مرة مقارنة بالزراعة التقليدية للذرة، مع استخدام مساحة أصغر بكثير.
• دورة إنتاج أقصر بكثير (ساعات قليلة بدلاً من أشهر من الزراعة والحصاد).
• إمكانية التطبيق على نطاق اصطناعي واسع وفي بيئات متنوعة.
• توافق النشا المنتج مع المعايير الغذائية من حيث التركيب الجزيئي والخصائص.
وأوضح البروفيسور ما يانخه، الباحث الرئيسي في المشروع، أن «التقنية الجديدة توفر حلاً واعداً للعديد من التحديات العالمية، بدءاً من انبعاثات الكربون وصولاً إلى الأمن الغذائي، ويمكنها نظرياً إنتاج النشا بكميات تعادل إنتاج ثلث الأراضي الزراعية العالمية الحالية إذا تم تطبيقها على نطاق واسع». وأضاف أن فريق البحث يعمل حالياً على تحسين النظام لزيادة كفاءته وخفض تكاليف التشغيل، مع استكشاف إمكانية استخدام مصادر كربون أخرى مثل انبعاثات المصانع.
ويأتي هذا الإنجاز في إطار الجهود الصينية المتسارعة لتطوير تقنيات ثورية في مجال الاقتصاد الدائري للكربون، حيث خصصت الحكومة استثمارات كبيرة لأبحاث التقاط الكربون وتحويله. ومن المتوقع أن يكون لهذه التقنية تطبيقات واسعة في مجالات صناعية متعددة خلال العقد المقبل، بما في ذلك إنتاج المواد الغذائية والأعلاف الحيوانية والمواد الخام الاصطناعية، مع إمكانية استخدامها في البعثات الفضائية الطويلة حيث الموارد محدودة.
