2022年01月23日 欢迎进入工程科技颠覆性技术专题数据库!

DARPA成功地将合成生物制造技术转化为支持国家安全的目标

2022年01月05日

美国国防高级研究计划局(DARPA)的“生命铸造厂”项目(Living Foundries)启动于2010年,旨在通过对生物系统的基本代谢过程进行编程以产生大量的复杂分子,从而实现关键的、高价值分子的适应性、可扩展性和按需生产。这些分子往往价格昂贵,无法在美国国内采购,或者无法用传统的合成化学方法制造。作为一个概念验证,DARPA打算生产1000种分子和材料前体,涵盖广泛的国防相关应用,包括工业化学品、燃料、涂料和粘合剂。

image.png

“生命铸造厂”项目分为两部分:通用平台的先进工具和能力(ATCG),以及1000个分子。项目不仅成功实现了生产1000个分子作为概念验证的目标,而且在2019年将项目目标扩大到与军事任务伙伴合作,测试用于军事用途的分子。到目前为止,研究团队总共生产了超过1630个分子和材料,更重要的是,DARPA正在将这些技术的一个子集过渡到来自陆军、海军和空军实验室的五个军事研究团队,他们在该项目研究过程中与DARPA合作进行测试和评估。

据DARPA生物技术办公室(BTO)负责“生命铸造厂”项目的项目经理安妮·契弗(Anne Cheever)博士介绍:“与传统方法相比,生物生产的分子在化学功能上具有更大的多样性,使科学家能够比以往更快地生产新的生物可及分子。通过‘生命铸造厂’,DARPA已经将合成生物制造转变为一种可预测的工程实践,以支持广泛的国家安全目标。”

“生命铸造厂”项目研究团队使用了一系列的技术和策略来解决重大的合成生物学挑战,如下所述。

(1)本·哈维(Ben Harvey)博士领导的海军空战中心武器部(NAWCWD)团队与Amyris公司、Zymergen公司合作,开发了用于生产高性能化学品和材料的工具和技术,在各种军事应用中非常有用。NAWCWD将前体分子转化为高能量密度燃料、高能材料、热稳定聚合物和高性能复合材料。这些技术将通过海军研究办公室(ONR)的生物工程和生物制造计划、ONR先进能源制造管道、莱特兄弟研究所/空军研究实验室(AFRL)合成生物学挑战赛以及生物工业制造和设计生态系统(BioMADE)进一步发展。

(2)美国陆军作战能力发展司令部化学生物中心(DEVCOM CBC)团队(Greg Peterson、Jared DeCoste和Vipin Rastogi博士)正在利用麻省理工学院的生物模板材料开发过滤器、织物和去污湿巾,以对抗化学和生物武器制剂。这项技术将在DEVCOM CBC进行进一步的测试和开发,作为国防威胁减缓局多功能材料计划的一部分。

(3)空军研究实验室材料、制造局(AFRL RX)团队在尼克·戈德曼(Nick Godman)和托德·格鲁森迈耶(Tod Grusenmeyer)博士的领导下,利用Zymergen公司开发的生物衍生分子生产了激光护眼罩。这项技术将被转移到AFRL RX的人员保护小组进行测试和评估。

(4)AFRL航空系统局(AFRL RQ)团队(Oscar Ruiz、Don Phelps和Paul Wrzesinski博士)正在测试NAWCWD使用Amyris公司的生物生产分子开发的燃料,用于军用飞机,并将与海军合作进行额外的开发工作。

(5)DEVCOM陆军研究实验室团队(Joshua Orlicki、Anthony Clay、John La Scala和Robert Jensen博士)利用Amyris和Zymergen公司开发的技术,配制了用于评估可能将装甲附着在车辆上的粘合剂和用于3D打印的聚合物。ARL将继续开发这些技术。

(6)DEVCOM陆军研究实验室制造科学和技术处处长John La Scala指出:“1000分子计划中的几个生物生产的分子具有耐人寻味的分子特性,可用于开发高级聚合物。这些独特的化合物有可能用于装甲和其他地面车辆结构应用的耐用粘合剂以及飞机和导弹应用的高性能复合材料。”

所有这些技术都过渡到了它们所支持的军事部门,并且至少有一家用于电池和化学过滤的生物模板材料的衍生公司已经启动。在可持续燃料、海洋环氧树脂、电子复合材料、粘合剂和涂料等领域仍在考虑建立更多的工业伙伴关系。

海军空战中心武器部指挥官斯科特·狄龙(Scott Dillon)少将表示:“能力交付从根本上说是一项团队运动,我们需要来自像DARPA这样的政府合作伙伴、工业界和学术界合作者的多样化和有能力的团队,以确保我们的作战人员拥有决定性的优势。我很高兴看到我们未来的伙伴关系将把我们带向何处。”

(来源:从心推送的防务菌,2022年1月3日)

【关闭】