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美海軍與英國開展高能燃料生物合成研究

文章來源：未知更新時間：2019-04-22 16:38:31

導(dǎo)語：美海軍空戰(zhàn)中心武器分部（NAWCWD）正在與英國曼徹斯特大學(xué)合作，開展在海水中利用生物合成高密度導(dǎo)彈燃料的研究，加速從實驗室到戰(zhàn)場應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。此次合作，由美海軍研究全球辦公室通過“訪問科學(xué)家計劃”，對曼徹斯特大學(xué)研究人員進(jìn)行資助，并得到了英國國防科學(xué)技術(shù)實驗室（DSTL）的協(xié)調(diào)和支持。

　　利用傳統(tǒng)合成技術(shù)從常規(guī)石油原料中生產(chǎn)特定材料，既昂貴又復(fù)雜；而生物合成方法不僅有效，且在經(jīng)濟上具有更大潛力，未來將帶來顛覆性變革。合成生物學(xué)作為技術(shù)平臺，允許科學(xué)家應(yīng)用工程學(xué)原理重新設(shè)計生物過程，如利用蜘蛛絲的彈性、貝殼的強度和韌性等生物體的自然特征，制造所需優(yōu)質(zhì)材料。就目前發(fā)展來看，相關(guān)技術(shù)將在未來幾年內(nèi)實現(xiàn)量產(chǎn)，并可根據(jù)工業(yè)需求進(jìn)行擴展。美海軍空戰(zhàn)中心武器分部正在承擔(dān)美海軍創(chuàng)新科學(xué)和工程項目資助的合成燃料開發(fā)項目，要求實現(xiàn)的合成燃料具有比傳統(tǒng)石油衍生的噴氣燃料更高的燃燒熱和更大的氣體排放量。2018年12月，美海軍空戰(zhàn)中心化學(xué)分部成員、英國曼徹斯特大學(xué)研究人員、以及來自美海軍研究全球辦公室、DARPA和DSTL的代表，開始共同研討利用生物合成分子制造可用于導(dǎo)彈和噴氣推進(jìn)的高密度燃料。

　　美海軍空戰(zhàn)中心武器分部擁有轉(zhuǎn)化生物合成分子的相關(guān)專利技術(shù)，可將芳樟醇（一種在植物中天然存在的醇類）轉(zhuǎn)化為環(huán)狀醇和異丁烯，利用醇類的化學(xué)脫水產(chǎn)生可生成高密度導(dǎo)彈燃料的化學(xué)成分，其化學(xué)性質(zhì)可完美復(fù)制傳統(tǒng)的石油衍生物。英國曼徹斯特大學(xué)則擁有大量生產(chǎn)芳樟醇的技術(shù)潛力，且經(jīng)濟高效，可保障芳樟醇的足量供應(yīng)。此次合作，美海軍空戰(zhàn)中心武器分部將利用曼徹斯特大學(xué)研究人員生產(chǎn)的生物合成芳樟醇作為合成燃料混合物的原料，共同提出利用合成生物學(xué)生產(chǎn)高能燃料前體物的方案。同時，曼徹斯特大學(xué)使用的微生物可以耐受高濃度的鹽和雜質(zhì)，不同于傳統(tǒng)的合成生物學(xué)需要無菌條件、不銹鋼反應(yīng)器和淡水。這使得發(fā)酵可在海水中進(jìn)行，最終可實現(xiàn)在海上或世界各地沿海海軍基地進(jìn)行燃料、潤滑油等化學(xué)品的生產(chǎn)，從而減少對珍貴淡水資源的需求，顯著降低生產(chǎn)成本。

　　美海軍研究全球辦公室通過“訪問科學(xué)家計劃”方式，促成此次國際研究人員間的合作，并提供初始投資。其主要任務(wù)目的在于：對符合海軍長期研究重點的創(chuàng)新性、高風(fēng)險高回報研究進(jìn)行支持，并加速新技術(shù)向戰(zhàn)場的轉(zhuǎn)化；不斷更新對技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的認(rèn)知，避免被對手搶先；促進(jìn)國際科研合作，加強與國際一流研究機構(gòu)的伙伴關(guān)系。

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