物理学等学科的交叉 仿生材料学的具体研究内容• 我们在现实生活中接触过许多动物与植物,它们都属于生物的范畴。 在地球上所有生物都是由理想的无机或有机材料通过组合而形成,例如能够跳动80 年都不停止的人类心脏; 几乎不发热量的冷血昆虫。 从材料化学的观点来看,仅仅利用极少的几种高分子材料所制造的从细胞到纤维直各种器官能够发挥如此多种多样的功能 简直至各种器官能够发挥如此多种多样的功能,简直不可思议。动植物为了铸造自己身体所用的材料在有机系列里有纤维素、 木质素、 甲壳质、 蛋白质和核酸等等,其构造非常复杂。在高分子化学世界里,我们已经制造出了聚乙烯、聚氯乙烯、 聚碳酸脂、 聚酰胺等人工材料,具有多种多样的功能。 但是,人类所创造的材料与自然界生物体的构成材料还有很大的不同。思议 例子•举几个简单的例子:海鳗的发电器瞬间可以发出800 伏的电压,足以电死一头大象,但是它的发电器不是金属等导电器材,而是蛋白质的分子集合体;深海里有一种软体动物,其身体无疑也是由细胞材料所构成,但是却可承受很高的海水压力而自由地生存着。 这些例子说明,许多生物体的某些构成材料是我们完全不知道的,这些材料大多数是在常温常压的条件下形成,并能发挥出特有的性能。 当人们对这些生物现象有了充分的理解之后 把它们应用于材料科学技术方面 就形成了仿生有了充分的理解之后,把它们应用于材料科学技术方面,就形成了仿生材料学。 因此,仿生材料学的研究内容就是以阐明生物体的材料构造与形成过程为目标,用生物材料的观点来思考人工材料,从生物功能的角度来考虑材料的设计与制作。 但是迄今为止该学科未开拓的领域和未解决的问题非常之多,可以认为仿生材料学的学科体系还没有完全形成。 进行仿生材料的开发与研究必须要学习和了解许多相关的专门知识,例如,高分子化学、 蛋白质工程科学、 遗传学、 生物学以及与其关联的技术等等。 3. 2仿生材料化学• 著名的生物矿化和仿生纳米材料学家, 英国Bristol 大学S.Mann 教授在2002 年美国Gordon 会议上有一个题为“基质诱导成核: 一个矿化过程的介观现象?”的精彩报告。