陳曉華：生物的生存環(huán)境是多樣的，尤其是微生物。它的生存環(huán)境不是恒溫恒壓。在一定的溫度和壓力范圍內(nèi)，它的生活狀態(tài)是可以維持正常水平的。但是在這個(gè)可以緩沖的區(qū)間中，存在某一個(gè)特定的壓力和溫度，使該種生物代謝出的產(chǎn)物量達(dá)到最大。

遼寧日?qǐng)?bào)：這種微生物生存、繁殖等的能量來源是什么？

陳曉華：該菌可以有兩種代謝方式，化能自養(yǎng)以及化能異養(yǎng)。即在該生物攝取營養(yǎng)時(shí)，依靠營養(yǎng)物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行化學(xué)暗反應(yīng)而獲得能量?；蛘呤褂糜袡C(jī)物氧化分解作為能量來源，進(jìn)行異養(yǎng)代謝。

遼寧日?qǐng)?bào)：這種微生物幫我們制造出來的物質(zhì)都有哪些應(yīng)用價(jià)值？

陳曉華：這項(xiàng)技術(shù)將二氧化碳轉(zhuǎn)化出來的產(chǎn)物主要是異丁醇和異戊醇。

異丁醇是四個(gè)碳的醇，它可作為平臺(tái)化學(xué)品，具有廣泛的用途，可生產(chǎn)約40%的石化產(chǎn)品和100%的烴類燃料。所以說異丁醇可作為一種替代汽油的內(nèi)燃機(jī)燃料。另外它還可以用于制造汽油添加劑、石油添加劑、抗氧劑、2,6-二叔丁基對(duì)甲酚、乙酸異丁酯（涂料溶劑）、增塑劑、合成橡膠、人造麝香、果子精油和合成藥物等。

異戊醇與亞硝酸鈉酯化得到亞硝酸異戊酯，是作用最快的亞硝酸酯類短效血管擴(kuò)張劑。異戊醇也用來合成鎮(zhèn)靜催眠藥溴米那、阿米妥。異戊醇還可作溶劑和化學(xué)分析的試劑，也用作生產(chǎn)增塑劑、攝影藥品的原料。它還是燃料油的組分。

遼寧日?qǐng)?bào)：許多科學(xué)家為解決全球變暖問題，設(shè)計(jì)和實(shí)施了許多捕捉空氣中二氧化碳的方案，您覺得我們是否可以將碳捕捉與二氧化碳制備燃料這兩項(xiàng)技術(shù)結(jié)合起來為人類造福？

陳曉華：以這項(xiàng)技術(shù)為代表的“碳捕獲和利用”可以克服“碳捕獲和存儲(chǔ)”的諸多缺陷，如難以找到足夠的地下存儲(chǔ)空間、泄露風(fēng)險(xiǎn)、長(zhǎng)期責(zé)任問題及公眾接受度問題。而且，利用它創(chuàng)造價(jià)值也有助于補(bǔ)償碳捕獲的開銷。通過碳回收制造液態(tài)燃料對(duì)于社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展也具有重大意義，它有助于降低對(duì)石油的依賴。

但是我們還應(yīng)該看到這種技術(shù)只在一定程度上有助于緩解全球變暖問題，根本解決這個(gè)問題還需要從各個(gè)方面共同努力，比如減少化石燃料的使用、開發(fā)清潔的生物質(zhì)能源以及其他可替代性的清潔能源和提高能源的利用率等等。

融多項(xiàng)科技于一身新技術(shù)締造光明未來

遼寧日?qǐng)?bào)：任何一項(xiàng)技術(shù)都不是孤立的，那么這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)有著什么樣的背景呢？

陳曉華：確實(shí)，在科技高速發(fā)展的今天，各學(xué)科“百花齊放，百家爭(zhēng)鳴”，多學(xué)科交織、相互聯(lián)系。電氣化學(xué)中甲酸鹽的 （高溫高壓酶催化）生成，生物學(xué)中二氧化碳的固定，以及高級(jí)醇的合成，都為電力驅(qū)動(dòng)二氧化碳向多種化學(xué)物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化開啟了可能。此外，甲酸鹽轉(zhuǎn)化為液體燃料也將在生物質(zhì)煉制過程中發(fā)揮重要作用。

遼寧日?qǐng)?bào)：您能為讀者講解一下，這項(xiàng)技術(shù)是如何融電氣化學(xué)、生物學(xué)等于一身的嗎？

陳曉華：這幾項(xiàng)技術(shù)的研究都是希望在降低溫室氣體的主要成分二氧化碳的同時(shí)產(chǎn)生高附加值的化學(xué)物質(zhì)或者生物質(zhì)燃料。這樣的研究思路為的是緩解全球性的氣候變暖，加快生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)，同時(shí)要解決化石燃料使用帶來的一系列問題。

電氣化學(xué)中的甲酸鹽的生成主要是利用高溫高壓條件下的酶催化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，而生物學(xué)中的二氧化碳固定也是由一系列的酶催化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，只是這個(gè)過程相比較于電氣化學(xué)更溫和。在這兩個(gè)過程中都涉及到了電子的轉(zhuǎn)移和傳遞過程，因此通過電力驅(qū)動(dòng)電子的轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)向的電子受體不同就會(huì)產(chǎn)生不同的化學(xué)物質(zhì)。

在電化學(xué)的過程中，酶催化反應(yīng)的速度很快，但是不穩(wěn)定；而生物學(xué)的過程中，酶催化反應(yīng)穩(wěn)定但速度慢。因此，通過生物學(xué)與電化學(xué)的互補(bǔ)性研究，才推動(dòng)了這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。

遼寧日?qǐng)?bào)：這項(xiàng)技術(shù)有些擴(kuò)展應(yīng)用，您能為我們介紹一下嗎？

陳曉華：這項(xiàng)技術(shù)是通過電力來取代生物體中的電子轉(zhuǎn)移所帶來的動(dòng)力。因?yàn)樯矬w中的反應(yīng)慢，而該技術(shù)可以加快反應(yīng)的速度，因此，該方法可以用來加快生物體中的某些氧化還原反應(yīng)。

電能是一種干凈無污染的能源，用電能取代汽油驅(qū)動(dòng)各種機(jī)器是大家共同的心愿。目前一般使用鋰離子電池來儲(chǔ)存電力，存儲(chǔ)密度很低，但當(dāng)以液態(tài)形式存儲(chǔ)燃料時(shí)，存儲(chǔ)密度能顯著提升，并且新方法還具備利用電力作為運(yùn)輸燃料的潛力，而無需改變現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施。加州大學(xué)這次提出的將電能儲(chǔ)存為高級(jí)醇形式的化學(xué)能的方式，就可能為這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展開辟一條新路?，F(xiàn)在隨著原油儲(chǔ)量的逐漸減少，汽油的價(jià)格也在持續(xù)地上漲，所以像這類的“生物煉油廠”是絕對(duì)值得我們投入精力財(cái)力來開發(fā)的。

總而言之，依靠二氧化碳實(shí)現(xiàn)“反向燃燒”和“閉合循環(huán)”的效益是無比誘人的。由此，我們既可以生產(chǎn)像汽油一樣的燃料，同時(shí)又能保護(hù)現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施。