浅谈生物技术在新材料开发领域的研究成果及发展前景

赵皓岚

摘 要：随着科技的发展与进步，人们逐渐将关注的重点从技术开发转移到环境保护与新材料的发掘和应用上，开始注重科技带来的结果与对自然生态的改变和影响。生物技术作为一项利用生物特性进行各个行业领域内的替代品研发与使用的新科技，一经实践就迅速获得了科学界的欢迎。近年来在新材料的应用覆盖范围不断增加扩大的背景下，生物技术也在逐渐推动着新材料的开发和更新，帮助科学产业绿色化转型。

关键词：生物技术 新材料开发 成果 前景

1 生物技术与新材料定义与内容概述

生物技术与新材料科学都是在近代科技革命中诞生和发展的新兴领域，新材料作为传统材料的革新和替代品，在各个领域与行业内受到了广泛的应用与传播，大大提高了工具器材的使用寿命，是一种材料科学与高分子化学有机结合的成功研发领域，并且随着人们对于材料的需求方向和数量不断提高，人们逐渐将新材料的开发与生物技术联系在一起。生物技术是指利用生物的结构特性与特殊繁殖循环能力，进行人工的仿真或者处理，从而实现生物的无机化使用[1]。当前生物技术已经遍布人们生活的方方面面，例如洗衣液里的活性酶成分。因此利用生物技术实现新材料的开发革新早已成为现实。

2 生物技术在新材料开发中的应用

2.1 仿照生物表面特性融合微生物在服装领域的应用

进入21世纪之后，人们对生物技术在服装行业的应用关注不断增加，在2013年9月12号于美国的国会图书馆召开的以“确保人类文明持久性”为主题的研讨会上，由生物学界的专家第一次强调生物学在纺织行业的重要性。并在后续进行了相关的试验和实践，例如利用南美蜥蜴在不同环境中感知并改变自身皮肤颜色的特性进行仿真模拟，制作出了可以根据条件自动转换颜色的布料[2]。

2.2 利用生物结构相似性在人工脏器制造领域的应用

生物技术在新材料中的应用首先就体现在生物组织的模拟和仿真上，利用自然生物的结构特性与人体组织的相似性进行仿制，在临床医学上取得了较大的进展和成绩。主要的生物人工脏器组织制造材料来源分为三类：天然材料例如珊瑚石制作人骨；金属材料例如不锈钢材料进行坏死关节替代；无机非金属材料例如陶瓷、氧化铝、磷酸三钙等等材料进行脏器的修复。将生物技术与新材料完美的融合在一起，推动医学事业的发展[3]。

2.3 利用生物自身凈化降解功能在水环保领域的应用

据统计，我国每年由生产生活活动造成的垃圾在60万吨以上，其中10%都是不可分解的白色污染，不仅严重危害了我国的自然生态环境，更为国家带来了处理垃圾的经济损失。近年来随着环保口号的一再强调，科学家利用玉米、小麦等农作物的表皮韧性与土壤中微生物可分解性，制造出了“玉米”塑料这一新材料，用来代替传统的化学塑料，实现使用之后的可降解性，具有重要的现实意义。

2.4 利用生物循环再生性在木陶瓷建材开发领域的应用

木材作为一种可获得性高，再生性强的材料，在建筑中得到了广泛的应用，随着人们对木材的多孔性和高分子性的优异组织结构优点的发现，科学家逐渐将关注点转移到利用木材进行传统陶瓷材料的替代上。并且于21世纪初试验成功，称这种新材料为“生态木陶瓷”。利用废纸、废木料、稻壳等木材制作出的新陶瓷完美的应用于电极制作、电机碳刷、刹车工具等方面，能够有效的抵抗150°C的高温，并且在500°C时顺利分解，同时具有环保的效益。

2.5 利用生物外观可塑性在计算机芯片研发领域的应用

20世纪末，日本首次实现了利用生物的分子基础和结构进行计算机新材料的研发工作，分子结构具有密度大韧性好、可塑性强的优点，该公司利用这一点将计算机的部件替换成生物有机薄膜，作为芯片的基础材料。这种生物新材料具有体积小、厚度小的特点，但是其集成电路的条数丝毫不受影响，不仅能够将线条缩减到1e-3μ，更是可以将原集成电路的工作效率和存储能力提升1e3兆。

3 生物技术在新材料开发领域的发展前景

3.1 信息时代提供更多更便捷的技术交流机会

在计算机网络技术迅速发展的背景下，我们早已进入了信息时代，越来越多的媒体平台在丰富人们生活的同时也为科学思想的传播和交流提供机会，完全打破时空的界限，这为生物技术在新材料开发领域的未来发展提供了良好的环境。

3.2 高校输送高端生物新材料开发专业的人才

高校在国家的倡导下不断加强人才培养与输送力度，为我国生物技术的发展增添新鲜的血液和力量，年轻人的思维更加灵活多变，为生物技术在新材料领域新的发现提供可能性。

3.3 国家提供优惠政策与资金鼓励项目的开展

国家近年来不断加大科研资金和政策的支持力度，其目的也是希望推动我国生物技术与新材料工程的进一步结合，打开科学领域的新世界，实现新的阶段性的飞跃。

4 小结

新材料工程是近年来新型的一项重要科研项目，即在原有的材料工程基础上，结合当前最热门的与最前沿的结构学和分子学理论，进行新型材料的研发使用，目的是实现绿色发展的价值理念。生物作为一种能够实现自我循环更替，在自然中帮助实现生态循环和环境稳定的成分，将其作为新材料开发的物质基础与创新能够有效的提升新材料开发的速度和效果，因此生物技术在新材料开发领域有着光明的发展前景。

参考文献

[1] 金泽康. 浅谈功能高分子材料的研究现状及其发展前景[J]. 科技创新与应用， 2017（2）：83-83.

[2] 王岱蒙. 生物技术在制药方面的应用与前景[J]. 科技创新与应用， 2016（36）：299-299.

[3] 马利利. 浅谈生物技术在无机非金属材料领域应用[J]. 建筑工程技术与设计， 2015（15）.