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学习（功能材料）课程后对生物材料的认知

摘要:生物功能材料的发展可分为两个方面，即功能生物材料和仿生功能材料。功能生物材料的研究在于开发生物材料的物理，化学，生物特性的应用。本文着重叙述了生物组织，电性能的研究及生物光电材料的应用，提出从生物活性材料活动规律研究入手，由生物模型简化为数尝、物理模型丛页设让出仿生功能材料的方法粪例说明了生物功能材料的发展对改变传统生产方式及对高科技产业的巨大影响并对国民经济的发展有很大的促进作用。然后对自己所学的成果进行总结，使自己对生物功能材料得到更深层次的认知。

关键词：功能材料；生物材料

所谓功能材料是指用于现代科技和现代生产中具有一种或几种特定功能的材料。60年代以来，由于各种现代技术的起，功能材料的开发研究受到了世界各国的广泛重视，同时由于固体物理﹑固体化学、量子化学、生物物理和生物化学等交叉学科的飞速发展和相渗透﹐以及各种近代的合成﹑制备﹑提纯、晶体生长和新的分析测试技术在功能材料研究和生产中的广泛应用﹐使得新型功能材料不断涌现与一般功能材科相比，生物功能材料具有如下特性:①效率高﹐如酶的催化效率是一般催化剂催化效率的l0～10倍﹔②灵敏度高﹐如生物传感器是一般传感器灵敏度的l0 ～l0倍﹔③功能多﹐如生物膜具有反应器、光电转换、信息交换、分离输送等多种功能﹔④能自我复制﹐如重复功能，能繁殖﹔⑤能适应环境变化，如外界条件变化后能自身调整，保持自已的功能。生物功能材料的发展一方面依赖于人们对生命现象或生命组织的物理、化学、生物特性的深入研究﹐另一方面又有助于人们搞清生存与环稳的关系。同时生物功能材料在工业农业、医学甚至于国防建设等方面的应用又会改变传统的生产方式(生物化工)。对高科技产业，对国民经济的发展都将起到很大的促进作用。

生物材料的定义很多,归纳起来可理解为生物材料是一类用于人工器官、修复、理疗康复、诊断、检查、治疗疾病等医疗保健领域,对人体组织、血液不致产生不良影响的功能材料。生物材料的发展已经有非常长的历史,自人类认识了解材料起,就有了生物材料端倪.早在公元前3500年,古埃及人就利用棉花纤维、马鬃做缝合线;l6世纪开始用黄金板修复颚骨,陶材做齿根;用金属固定内骨板以及用金属种植牙齿等．随着医学以及材料学的发展,尤其是新型材料的研究开发成功,如20世纪40年代高分子材料的大力发展,为生物材料的研究与应用提供了极大的发展机会.目前可以说从人体天灵盖到脚趾骨、从内脏到皮肤,从血液到五官,除了脑以及大多数内分泌器官外,都可用人工器官来代替.医学水平的提高以及人类生活质量的改善,也促进了生物材料的发展.作者根据发展水平和产业化状况,把生物材料分为三个发展阶段:一惰性生物材料,即材料与组织细胞无界面作用;二生物材料的生物化,即材料与组织细胞亲和性改善,关注界面间的相互作用;三组织工程支架材料,不仅关注材料与组织细胞的亲和性,还关注材料本身的成型、力学性能和降解能力。

一、功能生物材料

功能生物材料，主要是从生物材料本身所具有的物理化学、生物功能加以开发利用而得到的一类新材料其中有关生物光电材料的研究非常突出，引人注目在生命过程中,无论是能量转换，还是神经传导．无论是光台作用，还是呼吸过程，甚至生命的起源、大脑的思维、基困的遗传，都离不开电子转移生物电化学就是由此而发展起的一门新兴交叉学科剧运用电化学的技术原理和理论来研究生物学事件，比如:从高技术方面来看。生物功能材料主要用于计算机，人工智能和信息及处理。还有在于医疗方面，人造骨，用高深的生物技术将一些特殊的合金移植到病人的体内替换病人死去的骨组织，使病人得到很好的治疗。

二、仿生功能材料

仿生功能材料又称生物拟态材料，是根据生物拟态方法制造的新材料。发展仿生功能材料，首先要对生物结构原型行深入了解，以便充分利用它的功能;其次，要有合理的数学、物理，化学结构模型，使功能得以实现;再者进行适当的功能材料的选择和匹配以达到生物功能的目的。人们发现生物膜酶、I)NA这些基本组织都具有多种独特的功能。这样，人们研究的重点转向生物膜、酶DNA功能的模，而且还企图直接与工业生产相结合，创造出可观的效益液膜分离技术是仿生物膜分离输送功能较成功的倒子Ⅱ。生物细胞膜是细胞的重要组成部份，是生命现象的重要源泉。生物细胞的能量转换(光，电、化一电、光一化等)、物质运输、新陈代谢、调节控制、细胞识别、信息传递，都与细胞膜有关。

三、生物功能材料的应用前景

生物功能材料与国防建设密切相关，有着愈来愈广泛的应用前景。生物光电材料通过微生物作用得到等生物燃料可作为火箭和高级涡轮发动机的燃料可广泛用于航空、航天、舰船等领域中;有效的生物电池可用于宇航及其它军事装备上。由生物光电材料研究得到的生物传感器等高技术产品可广泛用于各种不同的军事目的。美国在这些领域的研究处于世界前列，他们在生物成矿、生物电子材料、生物合成技术、天然系统的模拟、生物处理技―术如生物脱漆﹑以及“生物工厂”等方面开展工作，并力图将研究结果用于军事装备上 。

我国医用高分子材料的研究起步较早、发展较快。目前约有50多个单位从事这方面的研究,现有医用高分子材料60多种,制品达400余种,用于医疗的聚甲基丙烯酸甲酯每年达300ｔ。然而,我国医用高分子材料的研究目前仍然处于经验和半经验阶段,还没有能够建立在分子设计的基础上。因此,应该以材料的结构与性能关系,材料的化学组成、表面性质和生命体组织的相容性之间的关系为依据来研究开发新材料。医用高分子材料要应用于生物体必须同时要满足生物功能性、生物相容性、化学稳定性和可加工性等严格的要求。

四、总结

生物功能材料无论在生活上还是在对技术要求严格的航天航空事业中都能得到很好的应用与重视，而且，其前景十分的好，很被国家看好，尤其是在一些高精的项目中得到很好的应用，比如航天事业发动机，医疗事业人造骨的应用，可以说生物功能材料已经与我们的生活息息相关了，人类的发展已经脱离不开对生物功能材料的研究同时也相信以后会有更多的新的生物功能材料出现，使材料的发展得到更好的进步。

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