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DARPA寻求生物系统结合传统建材设计方法,未来房屋或可自我修复
爱因斯坦 2016-08-09
导语

DARPA正在开展一项“工程生物资料”(ELM)项目,目标是创建一类结合了传统建材的结构特性与生命系统特性的新材料。生物材料为利用工程生物学解决实际建筑与环境可持续建设问题提供了新机遇,也为构建可动态响应环境变化的智能设施创造了新功能。

【据DARPA官网8月5日报道】当前用于构建房屋、建筑物和基础设施的结构材料在生产和运输中是非常昂贵的,会因逐渐老化和损坏而报废,并且对其周围环境变化的应对能力有限。生物材料,例如骨,皮肤,树皮和珊瑚等,具有一些非生物材料不具备的优势,它们可以在需要的地方生长,受损时可以自我修复,并能对周围环境的变化做出响应。虽然生物材料用于人类建筑环境中具有明显的优势,然而,现今的科学家和工程师都无法容易地控制生物材料的大小和形状,使其为施工建设所用。

DARPA正在开展一项“工程生物资料”(ELM)项目,目标是创建一类结合了传统建材的结构特性与生命系统特性的新材料。生物材料为利用工程生物学解决实际建筑与环境可持续建设问题提供了新机遇,也为构建可动态响应环境变化的智能设施创造了新功能。

ELM项目经理贾斯汀·加利文表示,ELM项目着眼于按照需求,在需要的地方让材料 “生长”,可以想象,不必通过运送成品材料,只需将前驱体送至指定地点,利用目标地点的资源使其快速生长,而且,所得的材料是有生命的,能够对环境变化作出响应,并能在受到破坏时自愈。

“栽种”材料并不是全新的概念,然而以往的概念与ELM项目中描述的大不相同。例如,生物来源的结构材料从廉价的原料中生长成规定的尺寸,由细菌和沙子组成的真菌菌丝和建筑块材构成的包装材料是两个现代的例子。当然,木头已经使用了多年,然而木制品在制造过程中已经失去了生物活性,因此只表现出很少的具有原始生物特征的优点。科学家们正致力于使用3D打印技术,使用可维持细胞长期生存的支架材料,制备生物组织和器官。这些细胞源自已存在的自然组织,然而不能用于工程构造指定的功能,此外,当前的细胞打印方法成本过高,无法用于生产建筑材料。

ELM项目可以综合这些现有技术的最佳特性,并以此为基础,构造由提供结构支撑的非生物支架材料和具有长期生存能力的工程生物材料组成的混合材料。DARPA计划开发具有可扩展性和可推广性的平台技术,以方便从实验室到商业应用的快速转换。

ELM项目(附:ELM详细资料的长远目标是通过生物系统的基因组直接获得指定的工程结构性能,而不需要支架或为构造指定形状和性能的有机体的外部条件。实现这一目标需要在科学家们对实现三维多细胞系统的认识上的有巨大突破。(中国船舶工业综合技术经济研究院 志伟)

新闻链接:

Living Structural Materials Could Open New Horizons for Engineers and Architects

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文章评论(1)
柏宝红[北京航空航天大学]

神盾局的想法真够大胆,如果实现了,那就是建筑革命

771天前 | 回复
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作者 爱因斯坦

科研工作者

北京航空航天大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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