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由于“人造光合作用”消除了植物对阳光的需求，未来农场可能会在完全黑暗中种植农作物。
这不仅可以使我们能够在地球上种植更多的食物，而且还为以前不育的地方（例如空间）开辟了植物的门。
挑战
植物使用光合作用将阳光中的能量转化为所需的化学燃料。尽管此过程有效，但效率不高 -小于6％阳光吸收的能量最终出现在植物物质上。对于某些农作物，它不到1％。
“使用人工光合作用来生产食物可能是我们如何养活人们的范式转变。”
罗伯特·金克森（Robert Jinkerson）
这种效率低下意味着我们需要在充满阳光直射的地方耕种。加上植物对良好的土壤，充足的淡水和中等温度的需求，我们可以种植农作物的地方进一步有限。
这将寻找新土地的搜索进入森林和其他荒野，这加剧了气候变化。
反过来，气候变化的影响又是曾经是耕种理想的土地无法使用- 但是地球人口继续增长，这意味着我们需要生产更多的土地较少的食物。
人造光合作用
一个多世纪以前，意大利化学家giacomo ciamicianong预料到的我们可能有一天能够像植物一样使用技术将太阳的能量转化为化学燃料，从而孕育了人造光合作用。
虽然一些研究人员希望将这种燃料用于电力喷气机，其他人则希望使用人工光合作用来增强植物的生长。那可以让我们生产更多食物在相同数量的土地上，甚至在植物上的农场自然而然地蓬勃发展。
“使用人工光合作用方法生产食物可能是我们如何养活人们的范式转变。”说Robert Jinkerson，UC Riverside的化学与环境工程助理教授。
“如果我们摆脱了阳光的需求，我们可以一次种植多层农作物……并创建一种食品工厂。”
冯乔
金克森及其在加州大学河滨和特拉华大学的同事现已证明一种新型的人造光合作用，使他们能够在完全黑暗中种植植物。
他们希望，这项技术可以通过允许农民在没有足够的阳光的地方生长，甚至在室内，例如垂直农场，但不需要LED生长灯，从而提高全球农作物的产量。
“如果我们摆脱了对阳光的需求，那么我们可以一次种植多层农作物，类似于蘑菇的种植方式，并创造了一种食品工厂，”说通讯作者冯乔。
“想象一下，有一天的巨型船只在黑暗和火星上种植番茄植物，”合着者玛莎·奥罗斯科 - 卡尔登斯（Martha Orozco-Cárdenas）补充说。“对于未来的火星人来说，这会容易多少？”
你好，黑暗
虽然植物使用阳光将二氧化碳和水转化为燃料，但研究人员使用一种称为电解核的设备将二氧化碳转换为醋酸盐，这是醋的主要成分。
恰好获得醋酸盐的浓度需要进行两步电解过程，但是一旦钉住它，他们就可以在完全黑暗中直接在其醋酸盐培养基上种植九种不同的农作物，包括大米，番茄和生菜。
共同领导的作者Marcus Harland-Dunaway说：“我们发现，各种各样的农作物可能会采用我们提供的醋酸盐，并将其构建到生物体生长和繁殖所需的主要分子建筑区。”
研究人员还探索了使用太阳能电池板为创建醋酸盐的电解过程的动力。他们发现该方法使藻类和酵母（其他两种食物来源）的生产更加节能。
他们的新闻稿称：“用这项技术生产藻类比在光合作用上生长的能源效率高约四倍。”“酵母菌产量的能源效率比通常从玉米中提取的糖培养的方式高出约18倍。”
大局
在整个黑暗中种植植物是人造光合作用的概念证明，但我们没有需要要在黑暗中种植植物以使其受益 - 研究人员认为，农民可以将醋酸盐作为碳和能量的附加来源传统上种植农作物。
Harland-Dunaway说：“借助我们目前正在进行的一些繁殖和工程，我们也许能够用醋酸盐种植农作物作为额外的能源来提高作物产量。”
尽管如此，仅人工光合作用就不可能确保我们有足够的食物来养活不断增长的世界人口，但这只是许多人之一解决方案正在探索。
为了使传统农场更加高效，农业行业正在倾向于机器人技术和自动化。同时，一些小组正在发展新形式的食物在实验室中，其他人正在寻找更好的种植植物的方法在室内和水下。
综上所述，这些创新可能会构成无饥饿的未来 - 无论是在地球上还是在太空中。
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