¿Qué es la biotecnología?
El auge de la biotecnología moderna comenzó en la década de 1970 y ahora se ha convertido en una flor extraña en la comunidad de alta tecnología. Esta tecnología tiene usos duales militares y civiles distintos y tiene una amplia gama de aplicaciones potenciales. No sólo puede proporcionar un nuevo medio para resolver los problemas alimentarios, sanitarios, energéticos, medioambientales y otros que enfrenta la humanidad, sino que también abre una nueva vía para mejorar en gran medida la eficacia en combate y la capacidad de supervivencia del ejército. El desarrollo profundo y la aplicación generalizada de la biotecnología moderna es otra revolución tecnológica importante en este siglo después de la revolución de la tecnología informática, y es una nueva fuerza en la revolución de la tecnología militar moderna.
Significado básico
La biotecnología moderna se basa en las ciencias de la vida y utiliza las características y funciones de los organismos (o tejidos biológicos, células, etc.) para diseñar y construir productos con el rendimiento esperado. Tecnología integral que combina nuevas sustancias o nuevas cepas con principios de ingeniería para producir productos o brindar servicios. La connotación de esta tecnología es muy rica e involucra: tecnología genética que transforma o recombina los genes genéticos de los organismos y expresa los genes recombinantes en las células para producir nuevas sustancias que los humanos necesitan (como la "tecnología de clonación" a partir de simples y); materias primas comunes, diseñar la mejor ruta, seleccionar enzimas apropiadas y sintetizar los productos funcionales requeridos: tecnología de producción biológica (como la fermentación) que utiliza células biológicas para procesar y fabricar productos en grandes cantidades combinando moléculas biológicas con métodos electrónicos, ópticos o mecánicos; sistemas Conectan, amplifican y transmiten información capturada por biomoléculas. Conviértete en luz. Tecnología de acoplamiento biológico de información eléctrica o mecánica; estudio de la estructura fina de macromoléculas biológicas y su relación con la función a escala nanométrica (es decir, una millonésima de milímetro). y modificar sus estructuras para utilizarlas en el ensamblaje de dispositivos moleculares Nanobiotecnología: organismos o sistemas biológicos simulados. Estructura funcional de tejidos y órganos, tecnología biónica, etc.
Ventajas únicas
-Materias primas sencillas para la producción. Cuando los organismos realizan anabolismo, la mayoría utiliza sustancias fácilmente disponibles (como aire, agua, plantas, minerales) como materia prima y luz solar como energía. Las materias primas no sólo son de bajo costo, sino que también son inagotables.
-Alta seguridad y confiabilidad. Las reacciones bioquímicas típicas se llevan a cabo bajo catálisis de enzimas, lo que requiere poco aporte de energía, condiciones de reacción suaves, procesos y equipos simples y buena seguridad operativa. Cuando un sistema biológico sintetiza una sustancia, primero transcribe la información genética del ADN en ácido ribonucleico y luego utiliza el ácido ribonucleico como plantilla para la síntesis. Aunque el proceso es complicado, la probabilidad de error es muy pequeña y no hay subproductos. Más importante aún, el sistema biológico puede detectar y corregir errores automáticamente, realizar síntesis y producción automatizadas y lograr una alta confiabilidad de producción.
-El producto tiene actividad especial. Las biomoléculas suelen tener estructuras finas complejas, que a menudo les confieren actividades especiales, las llamadas "funciones bioespecíficas", como capacidades de reconocimiento precisas y sensibles, capacidades de búsqueda eficientes y fuertes propiedades de enlace. Estas características mejorarán enormemente si se mejoran y controlan los genes mediante la tecnología genética.
-El sistema es compacto. Los códigos de información, los módulos y los mecanismos de ensamblaje de fabricación en los sistemas biológicos se ensamblan de manera impecable a nivel molecular. Esto hace que los sistemas biológicos, como los globos oculares y el cerebro, sean mucho más compactos que los sistemas electrónicos, ópticos o mecánicos artificiales con una funcionalidad similar. Si algunos sistemas biológicos pueden acoplarse con dispositivos diseñados utilizando tecnología de bioacoplamiento o fabricados utilizando nanobiotecnología y tecnología de autoensamblaje, el tamaño del dispositivo puede reducirse mucho.
——Conducente a mejorar o ampliar las capacidades de las personas. La aplicación de la biomedicina puede mejorar los efectos del tratamiento humano y la resistencia a las enfermedades; mediante el acoplamiento del cerebro humano y los equipos, puede ampliar las capacidades humanas y reducir la dificultad de operar la interfaz hombre-máquina.
Aplicaciones militares
Desde la década de 1980, algunos países desarrollados, como Estados Unidos, han comenzado a investigar y desarrollar vigorosamente la biotecnología militar para satisfacer las necesidades militares de muchas capacidades avanzadas. Las aplicaciones militares que se están estudiando o que se esperan actualmente incluyen principalmente:
En términos de detección de información, los biosensores con funciones de reconocimiento hechos de enzimas, anticuerpos y células no solo pueden identificar con precisión varios agentes de guerra biológica y química, sino que también cooperan con la computadora. para proponer a tiempo el mejor plan de protección y tratamiento, también puede utilizarse para detectar la volatilización y degradación de explosivos y propulsores de cohetes e identificar minas enemigas.
Durante el proceso de fabricación, la tecnología biónica también se puede utilizar para mejorar el rendimiento y la capacidad de supervivencia de la plataforma. Un nuevo tipo de submarino nuclear construido imitando la forma y proporciones de cada parte de un delfín, que aumenta la velocidad entre un 20 y un 25%. Envolver torpedos en piel de delfín artificial puede reducir la resistencia al agua a la mitad. Actualmente, el ejército estadounidense está imitando los principios de movimiento de las rayas y las anguilas eléctricas, utilizando piel elástica para reemplazar el caparazón tradicional de los submarinos y desarrollando un nuevo tipo de "piel en movimiento"; " Submarino dirigido a Hace que sea difícil saber si es un pez o un submarino al bucear. No solo puede esconderse inteligentemente, sino que también puede atacar repentinamente al enemigo.
Los sistemas inteligentes de guía de armas desarrollados mediante biotecnología promoverán el desarrollo de tecnología de guía de precisión en una dirección más inteligente. El sistema de guía "Fly Eye" desarrollado por el ejército estadounidense basado en el principio de visión de ojo de mosca puede controlar automáticamente el estado de vuelo del misil, rastrear y atacar al objetivo en función de los parámetros de movimiento del objetivo y la información de posición. La microcomputadora a bordo del misil puede utilizar toda la información directa o indirecta disponible sobre el objetivo, como ondas sonoras, ondas de radio, luz visible, infrarrojos, láser e incluso el olfato, para ayudar al misil a buscar, identificar, localizar y atacar objetivos de forma autónoma, mejorando así en gran medida la capacidad del misil. precisión del golpe.
Armas no letales Muchas armas no letales pueden producirse mediante biotecnología. Por ejemplo, el petróleo puede contaminarse. Lubricantes o sustancias bioactivas que los condensan; enzimas que pueden degradar rápidamente plásticos, caucho y otros materiales sintéticos o naturales en equipos militares; enzimas que pueden degradar municiones y materiales conductores que pueden causar interferencias graves con equipos de comunicaciones militares y computadoras. Biopolímeros; Microorganismos que pueden comerse materiales de chips de computadora, etc.
Brindar apoyo logístico flexible
Los explosivos son producidos por enzimas biológicas o microorganismos. La munición o el propulsor se pueden producir en condiciones suaves, su funcionamiento es seguro y tiene una composición más estable. Trichomonas rubrum interactúa con el almidón para producir gas hidrógeno, y se pueden producir 5 litros de gas hidrógeno por cada gramo de almidón consumido. El hidrógeno mezclado con una pequeña cantidad de combustible puede sustituir a la gasolina (o al diésel). Los equipos móviles que utilizan este combustible pueden realizar operaciones móviles a larga distancia y a largo plazo con sólo una pequeña cantidad de almidón. La tecnología de fermentación puede proporcionar a las tropas móviles alimentos nutritivos en forma de cápsulas de alta energía que son fáciles de almacenar y transportar. En ocasiones especiales cuando los alimentos escasean, se puede utilizar celulasa vegetal eficiente para convertir las raíces, tallos y hojas de las plantas en glucosa rica en nutrientes, fácil de digerir y absorber para que la coman los soldados. El agua es esencial para que las tropas lleven a cabo sus misiones. Las membranas de gradiente de biopolímeros producidas por biotecnología pueden filtrar rápidamente sustancias nocivas (incluidos los contaminantes radiactivos) en el agua no potable. La biotecnología es también un método ideal para controlar entornos militares. Las enzimas biológicas limpian rápidamente los agentes de guerra bioquímica y son inofensivas para el cuerpo humano y los equipos. El uso de microorganismos para tratar residuos radiactivos y sustancias tóxicas tiene alta eficiencia, contaminación secundaria ligera y baja inversión. En el campo de la medicina militar, la biotecnología puede utilizarse para producir sangre artificial de alta calidad para operaciones de campo. Hueso artificial, piel artificial y adhesivos para heridas, etc.
En los últimos 10 años, Estados Unidos, Japón, Rusia y algunos países europeos han concedido gran importancia al desarrollo de la biotecnología y han promovido activamente sus aplicaciones militares, siendo Estados Unidos el país más activo en investigación. . Desde 1989, el Departamento de Defensa de Estados Unidos la incluye cada año como tecnología clave en sus planes de defensa nacional. Para fortalecer la investigación sobre biotecnología militar, el Departamento de Defensa de Estados Unidos también estableció el Comité Directivo de Biotecnología de Defensa. La investigación del ejército estadounidense en biotecnología es amplia. En la actualidad, se centra principalmente en biomedicina militar, biosensores, biomateriales, gestión biológica ambiental militar, tecnología electrónica biomolecular, biónica, etc.