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美国空军研究实验室牵头蒲公英橡胶开发

2023-11-22 15:36| 发布者: admin_1| 查看: 205| 评论: 0

AFRL(美国空军研究实验室)于2022年发布了一项耗时数年、耗资数百万美元的项目,要从特定的蒲公英品种中开发出适合在美国进行本土种植的第二胶源作物,合作方有美国生物工业制造与设计生态系统(BioMADE)、美国农业材料公司(Farmed Materials)和固特异轮胎橡胶公司(Goodyear Tire & Rubber Company)。

天然橡胶是美国空军部生产航空胎的重要成分。材料与制造局(Materials and Manufacturing Directorate)的制造工业技术部(Manufacturing and Industrial Technologies Division)携手上述三家公司、机构,共同种植橡胶草(TKS),将其视为美国天然橡胶的国内来源。通过将其根部碾碎,提取出天然橡胶。

AFRL项目经理巴里·布尔顿(Barry Burton)表示,天然橡胶对美国国防部(Department of Defense)来说是极具战略性的材料。

“很高兴能够与制造创新机构、政府研究实验室合作,为提高美国农业和小企业的影响力做出贡献,”布尔顿说。“我认为通过将这些生态系统结合起来,将会带来诸多益处。”

BBC报道称,虽然全球天然橡胶大部分供应都源于泰国、印尼、中国、西非等地区的三叶橡胶树,但是橡胶供应目前遇到生态、气候、市场等多方面的挑战,其中之一就是叶枯病。

安琪拉·坎波(Angela Campo)博士说,“蒲公英橡胶的相对分子量和力学性能都与橡胶树非常相似。”坎波是BioMADE的项目经理,是材料与制造局、AFRL、赖特-帕特森空军基地(Wright-Patterson Air Force Base)的化学研究员。她在莱特州立大学(Wright State University)取得了理学学士学位、理学硕士学位,以及生物医药科学、综合生物学和毒理学的博士学位。

坎波与AFRL之间有一段独一无二的经历。20多年前,她开始从事液体与润滑剂的应用研究。她还开展了聚合物降解与不良分析、热处理材料、人体热调节、防腐等方面的研究,最近她在研究无细胞反应的核磁共振代谢组学。她计划通过技术转型的“死亡之谷”来充分利用自己的现场技术,制造出颇有发展前景的合成生物制品。

如今,坎波说,“美国对于天然橡胶的进口量是非常巨大的。美国在未来10年内将会面临天然橡胶供不应求的问题。就像新冠期间我们所面临的那样,许多国家由于无法运输天然橡胶而导致大面积停工。虽然最终恢复了,但是谁都不想再经历一次重要材料断供的情况了。”

面对建立天然橡胶可靠替代来源的需求,制造工业技术部组建了一支团队,最初是受到美国国会的利益刺激,与BioMADE(一家由DoD发起的公司合营企业)合作。随后,BioMADE转包给位于俄亥俄州的小型农材料公司,这家公司负责培育橡胶草,使其能够提取出满足军用航空胎所需的橡胶。

百年轮胎制造商固特异将利用农材料公司生产的蒲公英橡胶制造航空胎,使其满足美国空军的要求。固特异表示,基于长期发展,橡胶草有望应用在旗下所有轮胎上。

蒲公英橡胶衍生物未必是一种新的解决方案。早在二战时期,亚洲橡胶贸易中断,美国就率先发现橡胶草有可能成为天然橡胶的替代来源。战争结束后,贸易恢复,美国重新获得天然橡胶的供应,也就中断了对橡胶草的研究。2016BioMADE、农材料公司和固特异重新对天然橡胶替代来源产生兴趣。

“在美国种植橡胶草有巨大的好处,”BioMADE的首席技术官梅兰妮·汤姆扎克(Melanie Tomczak)说。“对比橡胶树七年一个周期,橡胶草一年就有几个周期。”

温室中种植的蒲公英(拍摄于2022728日,拍摄地点:俄亥俄州阿默斯特温室)

橡胶树7年才能产出足够的橡胶,但是蒲公英6个月就能收获一次。此外,橡胶草耐寒,而俄亥俄州气候更加温和,更加适合橡胶草生长。

该项目于2022年春季启动,因为农材料公司完成了首批蒲公英种植。这些蒲公英种子只是项目的起点——是未来几代蒲公英种子的前身。

农材料公司的首席商务官恰克·约菲(Chuck Joffe)称该项目是非传统项目。“我们正携手固特异共同开展一项新研究,将最新的技术引入农业、植物育种和提取等多个过程,这是前所未有的,”约菲说。“这将大大提高工作效率和橡胶质量。

布尔顿说,“这些共同努力将减少供应链问题,使美国能够在五年内提取出本国生产的天然橡胶。对此,我非常乐观。”


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