有沒有想過，我們身上穿的衣服、每天涂抹的護膚品，有一天可以憑“空”產生？

這聽起來像科幻小說，但西湖大學的科學家們正把它向現實推進了一大步。他們成功地把溫室氣體CO，變成了制造衣服、塑料、化妝品的重要原料——高碳二元醇。這項突破性研究就發表在國際頂級期刊《美國化學會志》上。

西瓜皮+AI“酶”

高效轉化二氧化碳

在我們每日的一呼一吸間，二氧化碳是個大家習以為常的“破壞分子”。全球變暖、冰川融化、極端天氣……想象一下，如果能把這樣的“搗蛋鬼”，變成大家日常生活中離不開的化工原料，這該有多酷！但傳統方法的難題在于效率和成本。

來自西湖大學的兩個科研團隊——由孫立成教授領銜的人工光合作用與太陽能燃料中心，和曾安平教授領銜的合成生物學與生物智造中心進行了一次深度合作。他們一個擅長“捕捉空氣中二氧化碳”，另一個擅長“將二氧化碳轉化為高值化學品”，合體為二氧花碳轉化，裝一套“雙引擎”：用電化學方法當“加速器”，用生物合成來“精修”，一場瞄準行業痛點的聯合攻堅就此拉開序幕。

催化劑制備。西湖大學供圖

他們設計了一套精彩的“接力賽”。去年，團隊受西瓜皮結構啟發設計了一款“神奇薄膜”，當電流和特殊催化劑的作用下，CO被快速還原成乙醇，它能像智能篩子一樣，高效富集乙醇，把“跑冒滴漏”降到最低。此后，生成的乙醇被送到生物反應器中，在這里，經過AI改造的“超級酶”會大顯身手，把乙醇精準地合成為高價值的二元醇。這套組合拳的打法，讓整個產率提升數百倍，展現了巨大產業化前景。

從實驗室的突破到日常衣柜

這條路還有多遠？

這場跨越學科的合作，不是簡單的技術疊加，而是一場充滿“試錯”的漫長磨合。

就拿乙醇的“脾氣”來說，就曾讓兩個團隊頭疼不已。孫立成團隊利用受西瓜皮結構啟發的仿生膜，成功將二氧化碳高效地轉化為高濃度、高純度的乙醇。然而，當這份“成果”被送到曾安平團隊時，新的問題出現了：電化學反應產出的乙醇溶液偏堿性，而后續生物合成中的酶卻對環境十分“挑剔”，只喜歡待在中性環境里，一遇堿就立刻“罷工”。

為了解決這個問題，團隊首先嘗試加入鹽酸來調節酸堿度，不料溶液里的鹽濃度隨之飆升，酶依舊“不干活”。幾經摸索，他們最終發現，改用少量硫酸中和，竟能“一石二鳥”：既調節了pH值，又意外地析出了一層鹽，順帶清除了對酶有害的雜質�！氨緛碇幌胫泻鸵幌�，沒想到還順手做了個純化，算是意外之喜了�！崩钣例埢貞浀�。

解決了介質匹配，還要協調反應速度。電化學是“急脾氣”，生物合成則是“慢性子”。為此，曾安平團隊通過改造關鍵酶，不斷提升生物合成的轉化速率，努力跟上電化學反應的步伐。

目前，兩個實驗室仍在持續優化各個環節：降低催化劑與仿生膜的成本、提升氣體處理效率，目標是讓二氧化碳的利用率無限接近100%，全力推動這項技術走向產業化。

生物合成反應器。西湖大學供圖

那么，這項研究究竟如何與我們的日常生活相連呢？答案就在于此次成功合成的“高碳二元醇”。它正是制造聚酯纖維的核心原料之一。作為一種重要的平臺化學品，它被廣泛應用于聚合物、工程塑料、化妝品乃至醫藥領域，背后是高達千億美元的市場。

或許在不久的將來，當你拿起一件新衣，成分標簽上會清晰地標注：“本產品原料來源于二氧化碳”。到那時，溫室氣體將不再是環境的負擔，而是我們衣櫥里時尚單品的美好前身。