2021年9月24日，“科学家实现利用二氧化碳合成淀粉”的消息刷屏。这项登上《科学》杂志的成果由中国科学院天津工业生物研究所完成（以下简称天津工生所），它预示着在解决人类发展面临的粮食问题上，我国科学家又迈出了关键一步。如今，该成果从实验室走向了生产线，建成的吨级中试装置正在进⾏测试。
2014年，天津工生所创始所长马延和脑洞大开：能不能模仿植物，直接利用空气中的二氧化碳来合成所需物质？这可谓是“凭空制造、随心所欲”。经过仔细论证，大家觉得合成细胞太过困难，但在胞外利用二氧化碳合成淀粉或许可以试试。
2015年1月，还在国外访学的副研究员蔡韬接到马延和电话后，惊讶又兴奋。“凭空制造，这可能吗？”前期的调研结果不容乐观，领域内知名专家纷纷摇头。“植物的光合作用已存在十几亿年，至今还未完全弄清楚系统机制，你们能从头合成？”但马延和想，“植物能做的事，我们怎么就不能？”
2016年，“二氧化碳的人工生物转化”成为中国科学院重点部署项目，“二氧化碳合成淀粉”研究开启前期探索。科研人员开发出全新的算法，在二氧化碳到淀粉之间的6568个生化反应中，计算出一条只有9步主反应的最短合成途径。可这只是理论上的合成路径，现实中能走通吗？
开始进行实验后，困难超出了大家的想象，其中最突出的是酶的问题。前两年多的时间里，科研人员都在与酶“斗智斗勇”。依照计算出来的路径，许多酶的组合在现实中从未出现过，他们只能对已有的酶进行定向改造，或是从头设计新的酶。
后来，团队实现了碳一化合物到淀粉的合成，却又卡在了从二氧化碳到碳一化合物的转化中。转化得到的甲醛量不足，无法支撑后续反应。眼看为期3年的项目就要结题，整个科研团队的压力都达到了最大值。蔡韬已经记不清与马延和、游淳等人讨论了多少次，在不断的讨论中，蔡韬逐渐找到思路：利用甲醇中“氢燃烧”产生的能量，驱动产生甲醛的反应，解决其中的热力学匹配问题。
2018年7月24日，蔡韬收到技术员发来的照片：一个试剂管中碘溶液呈淡蓝紫色，他立即一路小跑赶到实验室，抑制不住地喊道，“太好了！制造路径终于全线打通了！”至此，二氧化碳合成淀粉终于实现了“从0到1”。
此后，项目组又陆续做出了2.0、3.0版本，将淀粉合成产量提高至1.6克/升，其合成速率明显超过玉米。接下来，敢不敢做产业化？万一失败怎么办？在马延和看来，“产业化是最初的理想、也是最终的目标，我们走到一半不走了，怎么甘心？”经过深思熟虑，大家下定决心：做！
2022年底，工程化测试平台建成，百升级、吨级中试装置启动测试。这意味着，二氧化碳合成淀粉走出实验室、来到了生产线，团队正式开始朝“从1到10”的目标迈进。未来，他们要把人工合成淀粉的成本降下来，甚至降到比农业种植更低。前方路还很长，但科研团队坚信，路虽远，行则将至，事虽难，做则可成！