劍橋研究人員已獲英國高級研究與發明局（ARIA）資助，將蛋白質用作製造工具，組裝先進材料，包括不需要昂貴稀土元素的高性能磁鐵。這項工作屬於 ARIA 的「通用製造者」（Universal Fabricators）計畫，為期三年，總額 5,000 萬英鎊，支持 11 個研究團隊。
重點資訊
- 資助來自 ARIA 的「通用製造者」計畫。
- 該計畫為期三年，總預算為 5,000 萬英鎊。
- 劍橋的「Protein SPARK」計畫由羅南·戴利教授領導。
- 該計畫目標是培養不含稀土元素的磁鐵，並開發先進電池電極。
- 劍橋研究人員也參與了同一計畫中的另外兩個項目。
這對劍橋的學生與研究人員意味著什麼？
這筆資助強化了劍橋一組橫跨材料科學、化學與工程的研究項目。對研究人員而言，最直接的意義是可投入一個支持以蛋白質為基礎的製造方法、用新方式製作先進材料的計畫。對學生而言，這也顯示相關研究正在活躍推進，未來可能帶動跨系所的訓練與合作。
劍橋團隊分布於製造研究院、工程系、化學工程與生物技術系、尤素夫·哈米德化學系，以及材料科學與冶金系。這些項目也與阿姆斯特丹大學、利物浦大學、華盛頓大學和利茲大學的合作夥伴共同進行，圍繞無稀土磁鐵與相關材料形成廣泛研究網絡。
- Protein SPARK 由羅南·戴利教授領導，利用蛋白質引導不含稀土元素的磁性材料生長。
- POEM 正在開發以蛋白質為基礎的方法，用於製作高性能磁鐵，並精確控制晶體大小、形狀與間距。
- S-LATTICE 正在以自組裝蛋白質與金屬構建大面積、高度有序的薄片，用於過濾、催化與二氧化碳轉化。
蛋白質如何幫助製造磁鐵和其他材料？
它們在形成過程中扮演引導與模板的角色。在劍橋的 Protein SPARK 計畫中，含有設計蛋白質與元素的微小液滴被噴灑並列印到指定位置，類似噴墨列印。之後，蛋白質會促進、引導並塑形，使材料形成奈米晶體、薄膜與三維結構。
這個計畫借鑑生物礦化，也就是生物體建造骨骼與牙齒等堅硬材料的方式，並將其改造為連續化生產流程。目標是在不使用稀土原料的情況下製造可用的磁性材料，同時探索在電池上的應用，讓電池充得更快、壽命更長。
誰參與了劍橋的這些項目？
Protein SPARK 由羅南·戴利教授領導。劍橋團隊還包括工程系的麥可·德·福爾德教授、約翰·德雷爾教授與塞巴斯蒂安·帕特森博士；化學工程與生物技術系的利吉亞娜·弗魯克教授；以及尤素夫·哈米德化學系的圖奧馬斯·科諾內斯教授。
參與其他獲資助項目的劍橋研究人員包括石晶晶博士與葉祖揚博士，以及在 POEM 項目中的圖奧馬斯·科諾內斯教授、喬西·福塞斯、漢娜·漢和馬克斯·高。埃爾文·賴斯納教授參與了由愛丁堡大學領導的 S-LATTICE。
為何無稀土磁鐵如此重要？
磁鐵被用於耳機、手機、馬達與風力渦輪機。戴利表示，幾乎所有磁鐵都含有稀土材料，而這些材料開採成本高、資源日益減少，且會帶來環境挑戰。劍橋計畫希望透過蛋白質推動磁性材料生長，讓整個過程完全不使用稀土材料。
這之所以重要，是因為這個計畫不只追求新材料，也在追求新的製造方法。ARIA 的核心判斷是，蛋白質可以成為一種「通用製造者」，讓同一套生物工具以可控方式組裝不同的先進材料。
常見問題
ARIA 的資助在劍橋支持什麼？
它支持 ARIA「通用製造者」計畫中的三個劍橋相關項目：Protein SPARK、POEM 與 S-LATTICE。這些項目 միասně探討把蛋白質作為製作磁鐵、電極與其他先進材料的工具。
這項研究可能用於什麼？
這些項目可能帶來不含稀土元素的磁鐵、儲電更多且壽命更長的電池，以及可用於過濾、二氧化碳轉化、更清潔催化與光電技術的材料。
