大自然可以解锁添加剂制造的潜力吗？

如果添加剂制造业的最终奖品寻找普遍的零件套件，那么近期小分子化学的自然风格的发展可能会让我们更接近这个未来的世界。

假设你今晚回家了，发现你的厕所坦克中的浮子臂被打破了，你有几位意外的晚餐，你的婆婆需要新的眼镜和初级，不得不制定一个加州特派团建筑的比例模型明天前。

在未来的涂层制造领域，您几乎不会筛出汗水，因为您可以转向您的家中的3-D打印机并使您需要的一切：强大的金属部件;透明丙烯酸;餐饮;当然，所有那些微小的西班牙瓦片。

这真的不是很远的东西，是吗？事实上，所有这些东西都可以在今天（虽然慢慢地），从发动机零件到设计师晚餐entrees的假牙。大多数当前的方法方法采用分子的化学混合物，并用紫外光或热量Zap Zap Zap，以便将其催化成不同的分子结构，通常是相变;从液体到固体。

这是在以新融合的层构建这种材料的背景下完成的。然而，通常，不同的产品需要不同的材料和类型的机器。例如，由立体刻录最佳的是什么，可能无法使用融合沉积建模这么良好。我们缺少的是能够在不改变原料或机器类型的情况下制作各种各样的东西。

最大多样性的最小零件

当然，自然是所有这一切的过去的大师。模块化是她的中间名，迷你/最大模型始终在Bio Central运行。最大分集的最小零件，即，因为它通常是如何通过线性尺度排列的少量组件，而不是确定行为和性能的组件数量。

尽管如此，自然与技术之间存在显着差异。一个重要的差异是创建天然材料的基础规模;另一种是保持制造业所需的持续信息流程。

最近的研究发展可能会使我们更接近第一个计数，规模的自然模型。在Urbana-Champaign的伊利诺伊大学的一个团队设计了一个自动化过程从一组共同的构建块中合成14类不同的小分子。

小分子如O 2，N 2和CO2在医学，生物学研究和技术中具有非常重要的用途。例如，大多数药物可以被归类为小分子。

随着它们的公式表达，这些分子只有几个或几个原子连接在一起。在自然中，它们再次连接在一起，再次进入复杂的阵列，这些阵列用于不同的任务。

例如，根据其阵列，从酶到运输工仪的阵列执行许多工作。伊利诺伊州大学团队研究了数千个化学结构，以辨别基本的模式。

如果他们可以根据这些模式以更有效的方式综合它们，那么可以消除无数小时的定制化学，许多非专业研究人员可以探索新型药物。

"Nature makes most small molecules the same way,” reported team leader Martin Burke to phys.org. Burke is a professor of chemistry, an M.D. and an early career scientist of the Howard Hughes Medical Institute. “There are a small number of building blocks that are coupled together over and over again, using the same kind of chemistry in an iterative fashion. (These) building blocks appear over and over again, and we've been able to dissect out the building blocks that are most common."

一个B-Movie的道具？

为了生产这些基本配方，他们建造了一台看起来像科学小说B-Movie的道具的机器：小瓶和管子与几乎可怕的复古机械外观比比皆是。该装置通过隔离和测序所需的步骤来调节构建分子的过程。在每个车站时，加入所需成分，诱导化学反应，并将其副产物洗掉，并将产品保持在下一步​​骤。

显然，研究人员的最困难的挑战是如何始终始终清洗副产物并保留所需的分子。这是真正的“自下而上”的建设，就像大自然一样，与研究人员能够将其基本零件联系在​​一起以制作更复杂的数组。

该团队在3月13日发行期刊上报告了他们的调查结果科学并且已经证明了在几小时内生产成千上万化学品的能力。

Burke希望这一发展将开辟一个全新的探索世界，就像宏观3-D印刷正在做的那样：“愿景是任何人可以去一个网站，选择他们想要的建筑物，指导他们的装配通过网络，小分子会被合成并发货。我们还没有那里，但我们现在对非专家的按需小分子综合进行了可行的路线图。“

Burke建立了一家私营公司，革命药物，4500万美元的系列来自第三个岩石企业的融资，以将这项技术商业化。

Infomatics和自动化

他们正在开发两种方法，这些方法是伊利诺伊州大学研究以及特殊的许可证安排：用于辨别基本施工图案或脚手架的信息平台，以及公司原型设备中使用的自动化过程。

加利福尼亚州红木市，公司将利用新技术快速制造制药市场的候选化合物。他们的第一个目标是制备新配方，可以改善经过良好测试的抗真菌药，两性霉素B.

虽然这种天然存在的化合物已经在临床上使用50年而无明显耐药性，但它确实具有剂量限制副作用：太多可能会损害肾脏。已经伯克的团队已经证明，抗真菌机制可以与肾细胞损伤机制分离。该团队正在开发新的化合物，用于改进的版本，杀死真菌而不会损坏人体细胞。

通过对自然进行跟踪和分析模式，然后简化这些过程，以便自下而上的制造方法，以扩大目前的漫长而艰苦的自定义化学，这种发展似乎代表了医学领域的不同里程碑。

我也认为它可以为更广泛的应用提供模型，并且可能代表在未来的家中真正的奇妙3-D打印机所需的通用原料和过程的较近步骤。

随着我们在原子和分子规模模仿自然的情况下，我们将在日常生活中看到更多的东西。