生物材料发展范文

导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的13篇生物材料发展范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！

篇1

科学技术的发展，各种新型生物医学材料被研制出来，并在医学领域中得应用。到2000年为止，在全世界高达1600亿美元的医疗市场中，医用生物材料所占比率已经达到了一半，且以20%的增长速度递增。二十世纪80年代是新型生物医学材料辈出的时代，进入到二十世纪90年代，以珊瑚为原材料的骨移植材料、人工皮肤、猪心脏瓣膜在医学领域中得以应用。二十世纪，美国采用新型聚氨酯材料研制出人造血管。中国在生物医学材料的研制方面起步较晚，但是应医学领域需要而对各种生物医学材料有所应用。随着国家对生物医学材料研究的重视，国家开始启动医学生物材料项目，并将生物医学材料纳入到优先发展的产业当中[3]。在中国的“十二五”规划中，还特别指出要将重点发展新型口腔植、人工关节、新型人工血管、人工心瓣膜以及各种人工修复材料等等生物医学材料。

一、生物医学材料研究现状

（一）金属生物材料

在医学领域中，医学金属材料是较早采用的，且应用材料非常广泛，包括不锈钢材料、钛合金材料等等。其中，不锈钢材料具有较强的耐腐蚀性，因此应用效果非常好。由于人体内为较为复杂的电解环境，随着316L不锈钢的应用，解决了这一问题，但是，却不具备生物相容性。钛合金具有良好的耐腐蚀性和生物相容性，具有一定的生物材料强度。钛合金的抗拉强度介于500兆帕至1100兆帕之间，使钛合金的弹性与人体的骨骼弹性更为接近，以使材料植入到人体后，与人的骨骼更为匹配。

（二）高分子生物材料

医用高分子材料的出现，使得医用材料可以用于对损伤的人体器官以修复，以增强器官的恢复功能。目前所使用的医用高分子材料分为可生物降解和非降解的高分子材料。可生物降解的高分子材料植入人体后，可以降解被为对人体无毒无害的CO2、H2O等对人体不会产生刺激性的物质。可生物降解的高分子材料可以是胶原蛋白或者纤维蛋白等等天然材料，也可以是聚乳酸等人工合成高分子材料。非降解的高分子材料属于是惰性的高分子材料。聚乳酸在医学生用于外科缝合线和药物释放的载体。由于其具有可降解性能，当伤口愈合后，就会被人体组织吸收。聚乳酸可以在降解的过程中，将药物释放到人体中，使药物发挥作用。

（三）秃仙物材料

复合生物材料用于医学领域中已经获得了长足发展，但是，由于材料植入人体后，会对人体的生理环境产生抵抗力，因此会存在一些问题有待进一步研究。目前医学领域中所采用的复合生物材料包括有三类，即生物陶瓷复合材料、金属基医用复合材料和高分子复合材料。生物陶瓷复合材料植入到生理环境中后，并不会产生毒性反应，且具有良好的生物活性和生理环境相容性。金属基医用复合材料在医学领域中应用，金属具有单一的生物活性，可以采用生物涂层技术，以提高金属表面的耐磨性和生物相融合。高分子复合材料是一种接近人体自然骨骼的高分子复合材料。人体骨骼本身就是一种层状的复合材料，采用这种复合材料替代，虽然可以起到治疗作用，但是其韧性明显要低于人体自然骨骼。

（四）无机非金属生物材料

无机非金属生物材料具有良好的化学稳定性和生物相容性，主要包括生物活性陶瓷和惰性的无机材料。生物活性陶瓷材料主要用于关节、牙齿等等的硬组织修复。但是，该种材料不会与人体的活体组织结合，从而影响治疗效果。惰性的无机材料以医用碳素材料为主。该种材料具有较高的耐磨性，韧性和强度都非常高，特别是具有良好的抗疲劳性，可以与人体自然骨骼相匹配。骨骼损伤者选择这种材料可以获得良好的治疗效果[2]。此外，医用碳素材料在人体的生理环境中并不会产生毒副作用，良好的化学稳定性和人体亲和性，且具有抗血栓性和抗溶血性。如果对患者执行人工心脏瓣膜手术，医用碳素材料是优先选择的材料。

二、生物医学材料研究的发展趋势

生物医用材料的发展进程中，从简单的结构模仿发展为组织诱导再生，使生物医用材料的单一性能逐渐向综合性能发展。简单的结构与外观的仿制，向智能化仿生发展，使材料的应用已经与现代的医疗技术融合，并共同发展。根据目前医学领域的发展程度，生物医用材料的研究空间还很大，并会涉及到多种学科，包括材料学、工程学、控制论以及生物技术等等，这些学科都会对生物医学的发展产生推动作用。特别是各种新技术、新方法的应用，将生物技术引入到智能化发展的思路，使生物材料不再局限于实验室研究，而会在临床上得以广泛应用，以为医疗做出贡献。

结论

综上所述，生物医学材料属于是交叉学科，为材料学和医学等等多种学科相互结合而形成。作为一门应用于医学领域的新兴学科，所研制的是用于医学组织工程领域的各种新型的人工材料。根据技术含量的不同，生物医学材料可以被划分为金属生物、高分析生物、复合生物和无机非金属生物材料。随着生物医学材料研究的发展，使得生物医用材料智能化发展。

篇2

关键词：秸秆生物质；包装材料；资源丰富

1 引言

当今世界公认的第四大能源是农林生物质，它仅次于煤炭、石油和天然气。农林生物质廉价而宝贵、对环境友好，是绿色可再生的资源。全球每年农林生物质资源十分丰富，品种多样、地域分散、产量巨大、收储季节性强。我国每年仅农作物秸秆产量8.5亿吨，包括粮食作物和经济作物秸秆，其中以小麦秸秆、稻草为代表的粮食作物秸秆占总量的70%左右。可用于工业能源原料的能源林和灌木林有3亿多吨。因此，可以说我国农林生物质资源极其丰富。随着学科交叉和领域融合，当今科技水平快速发展，社会对科学发展的环境可持续性的认识越来越多。目前，我国林业化工、机械工程等学科对生物质基材料的研究内容主要集中于高效转化生物质纤维，使“纤维组分分离、分级定向转化过程”，制备新材料。现在生物质纤维材料加工研究技术包括两种，物理改性和化学改性。物理改性是让生物质纤维化学成分不变，通过一些机械力学、传热学、加高压等方法改变生物质纤维的结构和表面性能；化学改性常用方法有酸碱法、有机溶剂法、界面偶合法、接枝共聚和脂化法等。化学改性是让生物质纤维改变化学成分的同时结构和表面性能也发生改变，改性后的新材料表现出不同的性能。改性生物质基包装材料既是一个多学科交叉并融合的研究新领域，又是一个新兴的生态产业链群体，比如从秸秆的收集组分分离（或不分离）微生物发酵（或重组）能源（或可降解产品），实现秸秆的高效合理、生态环保的综合利用。

2 国内外研究现状及发展动态分析

在过去，人类将秸秆收割后用作农田肥料、燃料、建房、家畜饲料、手工制品和工具等。现在国外，许多发达国家在生物质能源利用方面已经制定了一些大型的开发研究项目，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、丹麦秸秆发电厂、美国的能源农场和巴西的乙醇能源计划等。这些研究项目中因存在污染环境、易产生有害物质和难于综合利用等问题，发达国家也已经逐步转向用纤维素酶水解方法的研究[1]。丹麦是世界上首先使用秸秆发电的国家。阿维多发电厂建于上世纪90年代，每年燃烧15万吨秸秆，可满足几十万用户的供热和用电需求，被誉为全球效率最高、最环保的热电联供电厂之一。发电原料和煤、油、天然气相比，秸秆发电成本低、污染少，是最划算的燃料；另外，秸秆燃烧后的草木灰还可以作为农田肥料。日本是一个相对资源紧缺的国家，每年的秸秆几乎被全部利用，其中主要是还田、粗饲料、混合燃料等。混合燃料沼气发酵真正对纤维素原料转化沼气的研究还很不够，日本正在积极挖掘秸秆的燃料转化潜力，日本地球环境产业技术研究机构与本田技术研究所已成功从秸秆所含纤维素中提取出了乙醇燃料。欧洲和美国在生物制气化发电的研究与开发方面处于领先水平，但因为生物质燃气净化的研究长期以来一直没有突破，所以这一技术难以应用和推广。

国内在生物质可再生能源的能源化技术方面，我国针对秸秆先后开展了沼气发酵和秸秆气化。在沼气发酵中，秸秆转化率很低，而且严重影响产气率。在秸秆发酵乙醇研究方面，主要沿用木材处理或淀粉发酵乙醇的技术路线，昂贵的“完全”酸水解或酶水解难以实现完全利用秸秆中木质素、半纤维素和高结晶度纤维素的理想，难以适应工业化的要求。

秸秆生物质基新材料在包装行业也成为偏爱和研究的热点。林业部林产工业规划设计院、南京林业大学、东北林业大学也陆续开展了以竹材、麦秸、稻草、玉米秆等为主要原料研究人造板工艺技术。中国林科院木材工业研究所进行了复合材料“非木质纤维人造板”工艺与材料性能研究，并成功开发出了稻壳板、麦秸板、棉秆和麻秆板、稻草板等新材料。在生物质材料产品方面，秸秆作为工业原料主要用于工业造纸，其它的应用主要有：西北农林科技大学开展模压制品的研究[3]，如一次性快餐盒、托盘、家具构件和建筑构件等；南京林业大学将秸秆压缩成型制作复合秸秆板材，建筑墙体材料，复合秸秆包装材料等；西南师范大学也进行了可降解餐盒的研究，但由于植物纤维成分各异、含水量不等和化学特性不同，在研发技术和配方上存在较大差别，很多技术参数只能在实验中摸索，因此也就影响了餐具制品的性能稳定。目前符合国家食品包装安全材料标准的生物质基包装材料还不多，尤其是产品的耐水耐油性、耐酸碱性、良好的机械力学性等。东华大学以秸秆纤维为基体进行了木质陶瓷材料的研究[4]，以秸秆纤维为原料制成高密度秸秆纤维非织造布；然后采用气流成网法进行材料陶瓷化，工艺操作简单，新材料性能可以和以木材为原料加工的中密度纤维板性能媲美。

3 应用前景

植物秸杆类包装容器，原材料来源极其丰富，不仅可以完全降解，而且可以增加农民的收入、缓解资源短缺，有利于保护环境，同时具有经济效益、社会效益和环境效益。

3.1 经济效益

建立一个以年产5000万只托盘的生产线规模计算，年创产值1250万元，正常生产年产品总成本为900万元，年纯利润可达270万元，投资利润率为24%。以产品使用秸秆颗粒45g（以托盘计），该生产规模的加工厂，每年消耗秸秆2250吨，若秸秆以300元/吨的价格收购，每年可以直接为农民带来67.5万元的收入。从包装容器的市场需求量来看，对于一个数百万的城市，每天的需求量就达10万只以上，需要目前的成型设备18台，预计在未来5年内成型设备的销售量将达到240台，仅设备制造可以创产值6720万元。

3.2 社会效益

该技术研究成功，可以拓宽更多的应用领域，如农业生产用育苗钵盘、木炭盆景、复合板材、电子产品包装缓冲衬垫、建筑材料的隔热保温板等，为农民致富提供良好的产业化技术，促进农村循环经济的发展。

3.3 环境效益

减少对环境的污染。秸秆的使用避免了就地焚烧造成的环境污染，另一方面全降解一次性包装容器的使用，直接减少了由于使用发泡材料（EPS）带来的白色污染，环境效益显著。

因此，无论从可持续发展、还是环境保护、可利用资源等问题来分析，秸秆生物质基包装材料的研制成功，代表了目前和更长远时间内一次性全降解包装容器的发展方向。生物质基包装材料的市场前景非常广阔，各种食品及农产品包装的多样化需求，也为新材料的研究成果提供广泛的应用空间，激发了秸秆生物质基包装材料的新研究领域。

参考文献

[1]陈牧，连之娜，李鑫.玉米秸秆蒸爆渣的氨基酸辅助纤维素酶水解[J].生物质化学工程，2010，（44）：15-18.

[2]马晓轩，范代娣，马沛等.秸秆微生物降解及发酵生产乙醇的研究[J].西北大学学报，2009，（39）：71-74.

篇3

回顾这些年我县的计划生育服务工作，主要抓好以下五个方面：

一是抓基础，高起点建立健全基层计生服务网络

针对过去乡镇村组基层计生服务组织，普遍存在的办公条件差、设施简陋和服务能力弱的问题。近年来，我们围绕计划生育技术服务、宣传咨询、专业人员培训、药具管理、免费发放任务，按照开展计划生育优质服务和生殖保健规范服务的要求，千方百计筹措资金和设备，大力提升基层计生服务人员服务群众的水平和能力。20__年，我们积极协调争取国债资金建设项目，在4个农村中心镇建起了高标准的计生服务大楼，20__年又确定5个乡镇进行了计生服务所房屋的改扩建工作，所有新建和在建的计生服务所，都按照《农村计划生育服务机构基础设施建设标准》，一次性达到各项要求。在抓好乡镇服务所建设的同时，我们对村组服务组织也进行了充实和提高，全县86个行政村，村村健全了“育龄妇女之家”，460个村民小组，组组确定了责任心较强的计划生育宣传员，使农村计划生育政策、宣传咨询和技术服务工作真正落到了实处。七年来县站投入乡镇计生服务所基础设施建设方面的资金已达到25万多元。为了提升基层服务所的医疗设备、服务条件和技术水平，我们还狠抓了医疗诊断、治疗设施的配套和更新换代工作，共投入设备配套资金180万元，为每个乡镇计生服务所配备了乳腺诊断仪、乳腺治疗仪、妇科治疗仪、b超诊断仪、心电图机、显微镜、供氧设备、手术床、无影灯等基本医疗设备。为了方便基层计生服务人员开展服务工作，县计生服务站还拿出资金3600多元，为乡镇服务所安装了独立的通讯电话，并给每个工作人员配发了服装、听诊器、血压表等医疗器械。通过抓基础、抓配套、使全县基层计生服务所的服务能力有了新的提高。

二是抓培训，大力提高各级计生技术人员和宣传服务人员的思想和业务素质

近年来，县计生服务站先后选派8名医务工作者，到省内外医疗机构参加业务培训和进修深造，每年我们还邀请有关医疗专家，来县站开展现场医疗手术示范培训活动。在市县范围内，我们主动与其它医疗单位搞好协作关系，遇到医疗技术难题，及时邀请有关专家前来现场开展指导和帮助，在坚持“安全第一、质量第一、服务第一”的原则下，保证了各项计生服务手术和治疗不发生差错。对乡镇计生服务所的专业医务人员，我们每年都轮流安排她们来县站参加3个月的业务学习和培训，重点帮助她们提高在计生服务检查诊断和医疗设备使用等方面的能力。对村、组一级的服务人员，我们每年集中开展1—2次培训活动。通过有针对性的抓培训，使他们对计生服务和药具发放、随访水平有了显著的提高。目前，县站的绝大多数计生工作者，都能做到“一专多能”，基层乡镇的专业服务人员，也都能独立地开展好计划生育服务工作。

三是抓服务，全面推行“以人为本”的计生服务理念

为了提高计生服务质量和转变医德、医风，我们先后建立健全了“全面质量考核细则”、“医务人员医德、医风准则”、单位管理等各项制度，并编印成册，分发到所有医务工作者和基层服务人员的手中，要求随时随地对照检查自己。在农村计生服务工作中，我们尽量多为群众着想，把方便群众放在第一位，常年坚持巡回在乡镇村组和农户之间开展计生服务，定期免费开展妇女病普查普治，对需要做综合检查和治疗的育龄妇女，主动约定时间和地点，并留有复诊记录单和电话，不耽误群众的农田务作和劳动，以此赢得群众的信赖和支持。对一些家庭生活有困难的服务对象，我们都坚持在疾病治疗费用等方面给予适当的减免。每年 春节前夕，我们还从县站的业务收入中拿出资金，购买化肥和生活用品，慰问和帮助比较困难的农村独生子女户、双女结扎户。在县站的所有医疗服务活动中，我们也推行和落实“亲情化”的服务，从问一声好，送一杯水等小事做起，把每位患者都当做亲人一样对待。在站内医护人员和基层服务人员中，我们也树立“人文关怀”的理念，做到职工家中遇到婚丧嫁娶方面的大事，单位都给予交通工具和经济方面的帮助，同时还开展了在站工作20年以上人员守心活动，并发给纪念品、慰问金，坚持用事业留人、用感情留人、用待遇留人，由此形成了和谐团结的团队精神。20__年县人口委进行了育龄妇女需求调查，在10个乡镇调查结果证明，有41.2%的服务对象选择在县计生站接受医疗服务，有37.5%的服务对象选择在就近乡镇计生服务所接受医疗服务。20__年以来，县计生站共开展计划生育“五项”基本手术15000多例，治疗男女不孕症患者260多人，并为24000多名农村育龄妇女免费开展了妇科病普查建档，接受生殖保健咨询服务的群众达到了10814人次，男性参与2600人次。

四是抓管理，不断提高县乡计生服务和医疗服务的管理水平

在加强管理中，我们统一健全完善了“会诊、转诊制度”、“药品不良反应报告制度”等各项工作制度，把群众的利益和医疗用药安全放在第一位，严格按治疗程序和制度规定要求操作。在医疗用药中，严把质量关，做到统一采购，统一登记，计生站为全县第一家药品零库存单位，无浪费、无过期药品，连续6年被县药品食品监督局定为合格药房。县计生服务站扩大医疗服务范围以来，我们严格执行物价部门确定的医疗服务和药品收费标准，连续7年口腔没有收挂号费，连续5年没有向患者及育妇收取暧费，连续6年被县物价部门定为价格计量信得过单位，连续4年在县委年度考核中在全县52个事业单位中被确定为成绩突出的单位。在治疗检查中也严格控制检查项目，不增加群众的经济负担。同时，我们还坚持每月一次的质量考核工作，有专门的质量考核小组，查医疗文书书写、查医疗设备运转、维修、卫生等，查患者就诊记录，查治疗用药等情况，发现存在问题及时予以纠正，并给予扣分、经济处理。在对基层服务所的业务管理中，我们结合各项服务工作，定期走访基层群众，多听取群众对计生服务人员的意见和建议，以群众满意不满意作为评定基层服务所工作的首要标准。每年我们还召开2次基层专业技术人员座谈会议，既听取意见、建议，又帮助解决好服务工作中存在的问题。多年来，我县各级计生服务工作在上级主管部门的检查考核中，受到了一致好评。

五是抓发展，通过发展来解决计生服务工作中遇到的困难和问题

篇4

科学发展观的基本要求是坚持以人为本，全面发展，协调发展，可持续发展。就我县而言，实践科学发展观就是运用科学发展观来指导各项工作，就是要努力实现转型发展、安全发展、和谐发展、全面发展，就是要加快撤县设市建设步伐，就是要把我县早日建设成为经济发展、环境优美、文化繁荣、社会和谐的幸福之城、明珠之城，更好地实现和维护人民的根本利益。

二、自身建设中存在的主要问题

落实科学发展观，加强自身建设是关键。自身建设是落实科学发展观的组织保证。回顾自己的工作和思想方面，发现在以下方面有所欠缺：

1、理论学习不够深入

平时，我虽然比较注重对新理论、新知识的学习与钻研，但学习还不够深入、不够透彻。尤其对政治理论的学习缺乏主动性和刻苦钻研精神，只是读读写写就算是学习了，对所学内容的理论内涵没有进行深入思考和研究。一方面，工作忙的时候就只忙工作，顾不上学习，缺乏挤劲和钻劲；另一方面，采用了实用主义的态度，对本职工作有指导作用的就学，指导性差一点的就不太认真去学。特别是还没有真正从理论体系上去把握和运用。

2、开拓创新意识不足

在实践能力方面自己感觉自身的知识储备与履行岗位职责的要求还有差距，对目前分管领域的业务知识掌握得不够，缺乏实践经验和理论知识。工作中求稳怕错的思想比较严重，缺乏开拓创新。

3、工作作风不够扎实

坐在办公室时间多，深入基层调查研究不足，对基层的情况还熟悉不够。对一些工作或问题往往是以听汇报为主，只是了解表面，没能静下心来，深入研究探讨。把大量的时间和精力投放在事务性工作、各种会议以及工作应酬沟通上。

4、学以致用比较欠缺

平时，我比较注重导入先进的、科学的管理知识与理念、方法，但是效果并不是太理想。因为，我们所处的是一个县城，人们的思想观念还比较陈旧，转变需要一个过程，对先进科学的认知道路还很漫长。

三、自身建设方面的改进方向

1、强化理论学习，增强科学发展能力

既学理论知识又学专业技术知识，用丰富的文化知识改善结构，提高素养，用科学的理论武装头脑，提高修养，树立科学的发展观、和谐观、创新观、荣辱观、能力观、权力观，努力掌握这些内涵和要求，学以致用，更好的指导实践。

2、强化作风建设，提高执政能力

在工作中，下得去，蹲得住，多深入基层调查研究，为工作开展提供科学、客观的第一手材料。真正做到真抓实干，埋头苦干，多办顺应民意，为民谋利的实事，让发展成果惠及百姓，营造加快发展的氛围。

3、强化科学决策，谋求发展的合力

使各项决策建立在科学、民主的基础之上。进一步健全和完善分管部门领导干部重大事项报告制度。使工作开展紧紧围绕县委、县政府的工作重点，以及老百姓关心的热点、难点问题，雷厉风行抓落实，集中力量求突破，上下形成谋求发展的合力。

篇5

贵州省第十次党代会报告指出，要大力推进资源优势向经济优势转化，提升工业整体素质和综合实力，要充分发挥能源、矿产资源组合良好的优势，把我省建成我国南方重要的能源、原材料基地，要发展航空航天、电子信息、新材料和新能源等高新技术产业，积极振兴装备制造业，形成特色产业集群。

我省材料产业发展的总体思路：以市场为导向，有效整合资源，统筹规划，加快实施。有所为，有所不为，加强优势资源的深度开发和综合利用；加强合作创新，依靠科技进步和创新推进传统材料产业的升级和新材料产业的加快发展；创新发展模式，注重集群效应，加快形成材料产业集群、技术集群和人才集群及其良好的互动，培育具有竞争优势的特色材料产业链、形成材料产品群，实现材料产业的跨越式发展和可持续发展；充分发挥新材料在高新技术产业中的基础和先导作用，推动先进制造业的发展。

我省材料产业发展的主要模式：一是依托大企业，形成产业链（群），如铝、磷、聚氯乙烯（煤）等资源型材料产业；二是集成中小企业，形成产业（品）群，如电子材料等新材料产业；三是按照循环经济产业的发展理念，构筑循环经济材料产业发展模式，如组合“煤-电-磷”资源，建立“肥-氯-碱”产业（品）链（见朱家骅，贵州省技术创新院士行论文集，中国工程院，2004年12月）。

我省材料技术创新及成果转化的模式：一是依托已有基础，促进企业集团技术中心的发展壮大，形成有技术整合、集成的能力，构建企业之间、产学研之间互动的产业技术链。二是面对中小企业，建立共享平台，提供有效技术服务，进一步建立和完善公共技术服务平台，充分发挥贵州省材料技术创新基地、贵州国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心、贵州省材料强度重点实验室、贵阳生产力促进中心等创新平台、公共技术服务平台的作用，依托相关平台凝聚人才、集聚技术成果和信息，为中小材料企业的创新及成果转化提供有效的技术支持。三是加强国内外技术成果的引进、转化及产业化，围绕我省材料产业发展的重点领域，注重省内外、国内外人才团队的技术成果及项目的转化和引进，迅速提升我省材料产业发展的技术水平，加快材料产业聚集的形成。

我省材料产业发展的重点任务：一是要注意用高新技术（信息自控技术、超微粉技术、表面改性技术、高效分离技术、超净化技术、新型装备等）改造和提升材料产业的竞争力，提升材料产品质量，加强原材料生产领域的节能降耗技术的集成研发及应用，降低资源能源的消耗，做强做大材料产业。二是要围绕我省的磷、铝、钛、煤等资源和产业优势，结合市场需求，加强科技攻关，创新体制机制，加快成果转化，大力发展精深加工（制品、新材料、新产品），延长产业链，提高附加值，这是最关键点！三是要加快循环经济技术（替代技术、减量技术、再利用技术、资源化技术和系统化技术）攻关，加强工业固体废弃物的资源化利用技术的研发及应用，落实和制定相关政策，促进循环经济产业框架的形成，减少废弃物、污染物的排放量，在保护环境的同时，提高资源综合利用率，提升材料产业的整体价值及竞争力。四是要重视对资源勘探和选冶的投入，开展优势资源的地物化遥快速高效勘察及矿床定位预测技术研究，加强对磷、铝、煤等资源的勘探工作，为材料产业的可持续发展增加战略储备；开展复杂矿体采矿技术及无废开采综合技术、低品位矿采选冶和矿石伴生有用元素提取的关键技术攻关和成果应用转化，提高资源的可持续开发和综合利用率。五是要加强材料产业与制造业的结合，加强制造业中的关键材料及其精密制造与加工技术、清洁生产相关技术的研发及应用，提高基础零部件和成套装备的质量水平及市场竞争力，用新材料和材料的新工艺、新技术来提升和改造传统制造业的同时，带动新材料产品的研发、拓展新材料的应用领域，形成新的材料产业群。（作者系贵州省科学技术厅厅长）

篇6

2.1以材料的生物性能为分类标准根据材料的生物性能,生物材料可分为生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料和生物复合材料四类。

2.1.1生物惰性材料生物惰性材料是指一类在生物环境中能保持稳定,不发生或仅发生微弱化学反应的生物医学材料,主要是生物陶瓷类和医用合金类材料。由于在实际中不存在完全惰性的材料,因此生物惰性材料在机体内也只是基本上不发生化学反应,它与组织间的结合主要是组织长入其粗糙不平的表面形成一种机械嵌联,即形态结合。生物惰性材料主要包括以下几类:(1)氧化物陶瓷主要包括氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷.氧化铝陶瓷中以纯刚玉及其复合材料的人工关节和人工骨为主,具体包括纯刚玉双杯式人工髋关节;纯刚玉—金属复合型人工股骨头;纯刚玉—聚甲基丙烯酸酯—钴铬钼合金铰链式膝关节,其他人工骨、人工牙根等。(2)玻璃陶瓷该材料主要用来制作部分人工关节。(3)Si3N4陶瓷该类材料主要用来制作一些作为替代用的较小的人工骨,目前还不能用作承重材料。(4)医用碳素材料它主要被作为制作人工心脏瓣膜等人工脏器以及人工关节等方面的材料。(5)医用金属材料该类材料是目前人体承重材料中应用最广泛的材料,在其表面涂上活性生物材料后可增加它与人体环境的相容性.同时它还能制作各类其他人体骨的替代物。

2.1.2生物活性材料生物活性材料是一类能诱出或调节生物活性的生物医学材料。但是,也有人认为生物活性是增进细胞活性或新组织再生的性质。现在,生物活性材料的概念已建立了牢固的基础,其应用范围也大大扩充.一些生物医用高分子材料,特别是某些天然高分子材料及合成高分子材料都被视为生物活性材料.羟基磷灰石是一种典型的生物活性材料。由于人体骨的主要无机质成分为该材料,故当材料植入体内时不仅能传导成骨,而且能与新骨形成骨键合。在肌肉、韧带或皮下种植时,能与组织密合,无炎症或刺激反应.生物活性材料主要有以下几类:

(1)羟基磷灰石,它是目前研究最多的生物活性材料之一,作为最有代表性的生物活性陶瓷—羟基磷灰石(简称HAP)材料的研究,在近代生物医学工程学科领域一直受到人们的密切关注.羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]是脊椎动物骨和齿的主要无机成分,结构也非常相近,与动物体组织的相容性好、无毒副作用、界面活性优于各类医用钛合金、硅橡胶及植骨用碳素材料。因此可广泛应用于生物硬组织的修复和替换材料,如口腔种植、牙槽脊增高、耳小骨替换、脊椎骨替换等多个方面.另外,在HA生物陶瓷中耳通气引流管、颌面骨、鼻梁、假眼球以及填充用HA颗粒和抑制癌细胞用HA微晶粉方面也有广泛的应用.又因为该材料受到本身脆性高、抗折强度低的限制,因此在承重材料应用方面受到了限制.现在该材料已引起世界各国学者的广泛关注。目前制备多孔陶瓷和复合材料是该材料的重要发展方向,涂层材料也是重要分支之一。该类材料以医用为目的,主要包括制粉、烧结、性能实验和临床应用几部分。

(2)磷酸钙生物活性材料这种材料主要包括磷酸钙骨水泥和磷酸钙陶瓷纤维两类.前者是一种广泛用于骨修补和固定关节的新型材料,有望部分取代传统的PMMA有机骨水泥.国内研究抗压强度已达60MPa以上。后者具有一定的机械强度和生物活性,可用于无机骨水泥的补强及制备有机与无机复合型植入材料。

(3)磁性材料生物磁性陶瓷材料主要为治疗癌症用磁性材料,它属于功能性活性生物材料的一种。把它植入肿瘤病灶内,在外部交变磁场作用下,产生磁滞热效应,导致磁性材料区域内局部温度升高,借以杀死肿瘤细胞,抑制肿瘤的发展。动物实验效果良好。

(4)生物玻璃生物玻璃主要指微晶玻璃,包括生物活性微晶玻璃和可加工生物活性微晶玻璃两类。目前关于该方向的研究已成为生物材料的主要研究方向之一。

2.1.3生物降解材料所谓可降解生物材料是指那些在被植入人体以后,能够不断的发生分解,分解产物能够被生物体所吸收或排出体外的一类材料,主要包括β-TCP生物降解陶瓷和生物陶瓷药物载体两类,前者主要用于修复良性骨肿瘤或瘤样病变手术刮除后所致缺损,而后者主要用作微药库型载体,可根据要求制成一定形状和大小的中空结构,用于各种骨科疾病。

2.1.4生物复合材料生物复合材料又称为生物医用复合材料,它是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医学材料,并且与其所有单体的性能相比,复合材料的性能都有较大程度的提高的材料。制备该类材料的目的就是进一步提高或改善某一种生物材料的性能。该类材料主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造,它除应具有预期的物理化学性质之外,还必须满足生物相容性的要求,这里不仅要求组分材料自身必须满足生物相容性要求,而且复合之后不允许出现有损材料生物学性能的性质。按基材分生物复合材料可分为高分子基、金属基和陶瓷基三类,它们既可以作为生物复合材料的基材,又可作为增强体或填料,它们之间的相互搭配或组合形成了大量性质各异的生物医学复合材料,利用生物技术,一些活体组织、细胞和诱导组织再生的生长因子被引入了生物医学材料,大大改善了其生物学性能,并可使其具有药物治疗功能,已成为生物医学材料的一个十分重要的发展方向,根据材料植入体内后引起的组织反应类型和水平,它又可分为近于生物惰性的、生物活性的、可生物降解和吸收等几种类型。人和动物中绝大多数组织均可视为复合材料,生物医学复合材料的发展为获得真正仿生的生物材料开辟了广阔的途径。

2.2以材料的属性为分类标准

2.2.1生物医用金属材料生物医用金属材料是用作生物医学材料的金属或合金,又称外科用金属材料或医用金属材料,是一类惰性材料,这类材料具有高的机械强度和抗疲劳性能,是临床应用最广泛的承力植入材料。该类材料的应用非常广泛,及硬组织、软组织、人工器官和外科辅助器材等各个方面,除了要求它具有良好的力学性能及相关的物理性质外,优良的抗生理腐蚀性和生物相容性也是其必须具备的条件。医用金属材料应用中的主要问题是由于生理环境的腐蚀而造成的金属离子向周围组织扩散及植入材料自身性质的退变,前者可能导致毒副作用,后者常常导致植入的失败。已经用于临床的医用金属材料主要有不锈钢、钴基合金和钛基合金等三大类。此外,还有形状记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌、锆等。

2.2.2生物医用高分子材料医用高分子材料是生物医学材料中发展最早、应用最广泛、用量最大的材料,也是一个正在迅速发展的领域。它有天然产物和人工合成两个来源,该材料除应满足一般的物理、化学性能要求外,还必须具有足够好的生物相容性。按性质医用高分子材料可分为非降解型和可生物降解型两类。对于前者,要求其在生物环境中能长期保持稳定,不发生降解、交联或物理磨损等,并具有良好的物理机械性能。并不要求它绝对稳定,但是要求其本身和少量的降解产物不对机体产生明显的毒副作用,同时材料不致发生灾难性破坏。该类材料主要用于人体软、硬组织修复体、人工器官、人造血管、接触镜、膜材、粘接剂和管腔制品等方面。这类材料主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等.而可降解型高分子主要包括胶原、线性脂肪族聚酯、甲壳素、纤维素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己丙酯等。它们可在生物环境作用下发生结构破坏和性能蜕变,其降解产物能通过正常的新陈代谢或被机体吸收利用或被排出体外,主要用于药物释放和送达载体及非永久性植入装置.按使用的目的或用途,医用高分子材料还可分为心血管系统、软组织及硬组织等修复材料。用于心血管系统的医用高分子材料应当着重要求其抗凝血性好,不破坏红细胞、血小板,不改变血液中的蛋白并不干扰电解质等。

2.2.3生物医用无机非金属材料或称为生物陶瓷。生物医用非金属材料,又称生物陶瓷。包括陶瓷、玻璃、碳素等无机非金属材料。此类材料化学性能稳定,具有良好的生物相容性。一般来说,生物陶瓷主要包括惰性生物陶瓷、活性生物陶瓷和功能活性生物陶瓷三类。其中惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷在前面已经简要作了介绍,而功能活性生物陶瓷是近年来提出的一个新概念.随着生物陶瓷材料研究的深入和越来越多医学问题的出现,对生物陶瓷材料的要求也越来越高。原先的生物陶瓷材料无论是生物惰性的还是生物活性的,强调的是材料在生物体内的组织力学环境和生化环境的适应性,而现在组织电学适应性和能参与生物体物质、能量交换的功能已成为生物材料应具备的条件。因此,又提出了功能活性生物材料的概念。它主要包括以下两类:(1)模拟性生物陶瓷材料该类材料是将天然有机物(如骨胶原、纤维蛋白以及骨形成因子等)和无机生物材料复合,来模拟人体硬组织成分和结构,以改善材料的力学性能和手术的可操作性,并能发挥天然有机物的促进人体硬组织生长的特性。(2)带有治疗功能的生物陶瓷复合材料该类材料是利用骨的压电效应能刺激骨折愈合的特点,使压电陶瓷与生物活性陶瓷复合,在进行骨置换的同时,利用生物体自身运动对置换体产生的压电效应来刺激骨损伤部位的早期硬组织生长。具体来说是由于肿瘤中血管供氧不足,当局部被加热到43~45℃时,癌细胞很容易被杀死。现在最常用的是将铁氧体与生物活性陶瓷复合,填充在因骨肿瘤而产生的骨缺损部位,利用外加交变磁场,充填物因磁滞损耗而产生局部发热,杀死癌细胞,又不影响周围正常组织。现在,功能活性生物陶瓷的研究还处于探索阶段,临床应用鲜有报道,但其发展应用前景是很光明的。各种不同种类的生物陶瓷的物理、化学和生物性能差别很大,在医学领域用途也不同.尤其是功能活性陶瓷更有不可估量的发展前途.临床应用中,生物陶瓷存在的主要问题是强度和韧性较差.氧化铝、氧化锆陶瓷耐压、耐磨和化学稳定性比金属、有机材料都好,但其脆性的问题也没有得到解决。生物活性陶瓷的强度则很难满足人体承力较大部位的需要。

2.2.4生物医用复合材料此类材料在2.1.4中已有介绍,此处不再详述

2.2.5生物衍生材料生物衍生材料是由经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医用材

料,也称为生物再生材料.生物组织可取自同种或异种动物体的组织.特殊处理包括维持组织原有构型而进行的固定、灭菌和消除抗原性的轻微处理,以及拆散原有构型、重建新的物理形态的强烈处理.由于经过处理的生物组织已失去生命力,生物衍生材料是无生命力的材料.但是,由于生物衍生材料或是具有类似于自然组织的构型和功能,或是其组成类似于自然组织,在维持人体动态过程的修复和替换中具有重要作用.主要用于人工心瓣膜、血管修复体、皮肤掩膜、纤维蛋白制品、骨修复体、巩膜修复体、鼻种植体、血液唧筒、血浆增强剂和血液透析膜等.

3.生物材料的性能评价目前关于生物材料性能评价的研究主要集中在生物相容性方面.因为生物相容性是生物材料研究中始终贯穿的主题.它是指生命体组织对生物材料产生反应的一种性能,该材料既能是非活性的又能是活性的.一般是指材料与宿主之间的相容性,包括组织相容性和血液相容性.现在普遍认为,生物相容性包括两大原则,一是生物安全性原则,二是生物功能性原则.生物安全性是植入体内的生物材料要满足的首要性能,是材料与宿主之间能否结合完好的关键.关于生物材料生物学评价标准的研究始于20世纪70年代,目前形成了从细胞水平到整体动物的较完整的评价框架.国际标准化组织(ISO)以10993编号了17个相关标准,同时对生物学评价方法也进行了标准化.迫于现代社会动物保护和减少动物试验的压力,国际上各国专家对体外评价方法进行了大量的研究,同时利用现代分子生物学手段来评价生物材料的安全性、使评价方法从整体动物和细胞水平深入到分子水平.主要在体外细胞毒性试验、遗传性和致癌性试验以及血液相容性评价方法等方面进行了一些研究.但具体评价方法和指标都未统一,更没有标准化.随着对生物材料生物相容性的深入研究,人们发现评价生物材料对生物功能的影响也很重要.关于这一方面的研究主要是体外法。具体来说侧重于对细胞功能的影响和分子生物学评价方面的一些研究。总之,关于生物功能性的原则是提出不久的一个新的生物材料的评价方面,它必将随着研究的不断深入而向前发展.而涉及材料的化学稳定性、疲劳性能、摩擦、磨损性能的生物材料在人体内长期埋植的稳定性是需要开展评价研究的一个重要方面。

4生物材料的发展趋势展望生物材料科学是20世纪新兴学科中最耀眼的新星之一。现在,生物材料科学已成为一门与人类现代医疗保健系统密切相关的边缘学科。其重要性不仅因为它与人类自身密切相关,还因为它跨越了材料、医学、物理、生物化学和现代高科技等诸多学科领域。现在对于该材料的研究已从被动地适应生物环境发展到有目的地设计材料,以达到与生物组织的有机连接。并随着生命科学和材料科学的发展,生物材料必将走向功能性半生命方向。生物材料的临床应用已从短期的替换和填充发展成永久性牢固种植,并与其它高科技(如电子技术、信息处理技术)相结合,制备富有应用潜力的医疗器械。生物材料的研究在世界各国也日益受到重视.四年一次的世界生物材料大会代表着国际上生物材料研究的发展动态和目前的水平。分析认为,以下几个方面是生物材料今后研究发展的几个主要方向:

(1)发展具有主动诱导、激发人体组织和器官再生修复功能的,能参与人体能量和物质交换产生相互结合的功能性活性生物材料,将成为生物材料研究的主要方向之一。

(2)把生物陶瓷与高分子聚合物或生物玻璃进行二元或多元复合,来制备接近人体骨真实情况的骨修复或替代材料将成为研究的重要方向之一。

(3)制备接近天然人骨形态的、纳微米相结合的、用于承重的、多孔型生物复合材料将成为方向之一。

(4)用于延长药效时间、提高药物效率和稳定性、减少用量及对机体的毒副作用的药物传递材料将成为研究热点之一。

(5)血液相容性人工脏器材料的研究也是突破方向之一。

篇7

2. 资料与方法

通过对生物医学和生命科学有关文献的数据库的检索，并进行较深入地分析。结合临床口腔生物医学材料应用的特点，比较分析有关数据。口腔生物医学材料基础性研究、临床应用的生物医学材料等相关文献都是重要依据，并将与目的无关的研究结果予以排除。

3. 结果

按照材质类别可将口腔生物医学材料分为金属、高分子及非金属生物复合材料三类。金属类材料在临床口腔生物材料中是最早应用的一类材料，这类材料优点是具有较高强度、较强韧性、获取容易等，在临床中应用广泛。还可结合其成分将金属类材料分为纯金属、合金及特种金属三种，在临床中纯金属类材料应用不多，应用较多的主要是合金和特种金属。合金类金属材料由不少于两种金属元素组成，尽管其延展与抗压等物理性能低于纯金属材料，但在应用中生物安全性较高，所以在临床中具有比较广泛的应用。钴基合金材料目前广泛应用的合金类材料，主要有钴铬钨镍和钴铬钼合金两类，具有抗腐蚀性较强的性能，高于单一金属材料40倍。但在加工制作过程中比较烦琐，所以相对具有比较昂贵的价格。此外，机械性能也比纯金属类材料高，通常在替换颞下颌关节与颌面部内固定大面积骨折中应用较多。钛合金与上述金属合金材料相比较，具有较高的机械性能和相容性，在人体植入后不会产生排斥反应和毒副作用，生物相容性较好。通常在种植牙基桩制作、固定骨折及骨缺损替代植入性材料中比较常用。但在使用中金属材料也具有不足之处，诸如在使用中因人体具有比较复杂的内部环境，因人体内长期存在金属材料部会造成离子向体内微渗入，进而产生较大的副作用和毒性。

在现代口腔生物医学材料中非金属生物复合材料也是其中的重要组成部分，主要有以下三种。一是生物活性陶瓷，该材料是表面具有生物活性和吸附性的一?N陶瓷，通常具有羟基，为多孔形，具有较高的孔隙率。在体内生物活性陶瓷能够降解吸收，通常在生物体内用于骨诱导材料对新生骨生长具有一定的诱导作用。在实际应用中骨传导性与诱导性良好，所以通常该材料可用于修复骨缺损的一种支架材料，在支架的周围利用填充材料的良好生物学活性充填覆盖，以实现对缺损的修复作用，并使材料增加生物相容性。二是惰性生物陶瓷材料，其主要成分是氧化铝和氧化锆，硬度高，生物相容性好，所以通常在内固定骨折中应用较多，在制作口腔全瓷牙内冠中也比较常用。三是复合树脂，主要混合有机树脂基质和无机填料形成，在特定条件下是能够引发化学性反应的一种修复材料，在修复小面积牙体缺损时比较适合。在临床中目前主要应用的有光固化、化学固化及复合固化等树脂类材料，该材料具有较强的可塑性、良好的仿真性、较高的生物相容性、比较耐磨等优势。

在临床中高分子类材料是一种比较广泛应用的材料，稳定性强，聚乙烯和聚丙烯是其主要成分。与其它材料相比较，该材料在人体中不能降解产生离子，因此不具有毒性。抗冲击性和抗摩擦性也较强，所以在替换人工关节中应用比较广泛。高分子类材料中的硅橡胶材料耐高温、腐蚀及透气性较高，所以在制作颌面部复体及口腔印模精确制取材料中应用较广。另外，该材料可降解，经一段时间后可形成小分子化合物而随人体基础代谢排出患者体外。

4. 讨论

通过研究分析生物材料有关文献资料，在口腔临床生物医学材料中选取金属材料、高分子、生物复合材料三大类分别进行研究。大部分高分子材料与生物复合材料都是由不少于两种材料构成，对这类材料进行制作时，可利用相关技术对材料微观构造进行改变，使材料特性和优点得到充分发挥，对不足之处进行有效弥补，对生物材料赋予新的生物特性。材料的生物相容性和机械强度较高，具有较强的耐腐蚀性，在特定环境下能够降解吸收，在临床应用中完全满足。在高分子材料与生物复合材料中，我国开展相关的研究相对较晚，并在研究初期发展相对较为缓慢，但经过近年来的不断发展，已由最初的盲目效仿逐渐发展到自主研发，由质变迅速发展发展到量变。口腔医用生物医学材料目前在我国已逐渐由传统的单一功能、非专一化、低效逐步发展为功能完善、复合化、专业化及高效，发表的生物医学材料的相关文献也跃居世界第二。

篇8

生物功能材料是材料科学领域中正在发展的多种学科相互交叉渗透的领域，其研究内容涉及材料科学、生命科学、化学、解剖学、病理学、临床医学、药物学等学科，同时还涉及工程技术和管理学科的范畴。而面对刚由高中迈向大学校门的本科生时，如何能引导学生由浅及深的深入生物功能材料专业的学习，并掌握专业所涉及的多领域专业理论知识和专业技能，成为社会需要的生物功能材料专业的人才，则需要一个系统周密的教学计划及教学策略。

一、外语与生物功能材料的交叉性

目前，国外的生物功能材料领域的研究已经得到迅猛发展，而在中国，生物功能材料领域则是属于一个新兴起步阶段，同时国际间的专业交流和合作也是必不可少，因此无论是从学习的角度还是合作交流的角度考虑，及时了解国际上专业领域最新研究进展是保证生物功能材料专业教学紧跟时展的必要工作，而外语水平的高低则直接限制了对国外研究工作的了解和领会程度。目前已经出现了系统的生物材料专业英语。因此，在引导学生深入生物功能材料专业知识学习之前，就应该督促学生掌握扎实的外语水平和实际应用能力。

二、化学与生物功能材料的交叉性

化学是研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学。世界是由物质组成的，化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一，它是一门历史悠久而又富有活力的学科，它的成就是社会文明的重要标志。化学是一门是实用的学科，它与数学物理等学科共同成为自然科学迅猛发展的基础。化学的核心知识已经应用于自然科学的各个区域，化学是改造自然的强大力量的重要支柱。

化学与其他学科的交叉与渗透，产生了很多边缘学科，如生物化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等，使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。学生在深入学习生物功能材料专业知识之前，需要系统学习各类基础化学知识如无机化学、有机化学、分析化学以及化学与其他学科交叉而来的生物化学、物理化学、高分子化学等专业基础知识，并需要掌握扎实的化学实验功底，为将来学习生物功能材料专业知识并开展相关专业领域的研究工作打下坚实的基础。

三、材料学与生物功能材料的交叉性

生物功能材料本身就是材料学的一个分支学科。而总的来讲，材料学是研究材料组成、结构、工艺、性质和使用性能之间相互关系的学科，为材料设计、制造、工艺优化和合理使用提供科学依据。在系统学习生物功能材料专业知识之前，除了化学基础知识以外，学生还应接受系统的材料学基础理论的学习，包括材料加工工程及材料物理化学课程的学习。现代材料学科更注重研究各类材料及它们之间相互渗透的交叉性和综合性。

四、生命科学与生物功能材料的交叉性

由生物功能材料的定义可知，生物功能材料是用于人体组织和器官的诊断、修复或增进其功能的一类高技术材料，即用于取代、修复活组织的天然或人造材料，其作用药物不可替代。生物功能材料能执行、增进或替换因疾病、损伤等失去的某种功能，而不能恢复缺陷部位。因此，生物功能材料的应用对象就直接决定了生物功能材料学与生命科学的密切相关性。目前，可降解的生物材料已经得到了越来越多的研究者的关注。这类生物材料在植入到生物体内以后，会与机体组织发生一系列的相互作用，如生物体内多种生物酶对材料降解的促进作用、材料降解产物需要在生物体内沿着特定途径完成代谢、材料产物的降解对生物体生理环境的反作用，等等。除了这些问题，研究者还要分别从个体、细胞、分子等水平研究生物功能材料与生物体之间的相互作用，所有的这些研究内容无不体现了生物科学与生物功能材料的相互渗透。

五、解剖学、病理学与生物功能材料的交叉性

解剖学就是了解正常人体结构的学科，是涉及生命体的结构和组织的生物学分支学科。解剖学的主要分支有比较解剖学、组织学和人体解剖学。生物体内部结构非常复杂，所以解剖学内容包含不同的层次，从最小的细胞到最大的器官，以及器官之间的关系。而病理学是研究人体疾病发生的原因、发生机制、发展规律以及疾病过程中机体的形态结构、功能代谢变化和病变转归的一门基础医学课程，它具有很强的实践性和临床性。生物功能材料是直接用于人体组织器官置换的一类材料，因此学生在从事生物功能材料专业方向研究时，需要大量的动物实验来配合研究工作的开展，这就需要研究人员具备基本的解剖学知识和实际的解剖操作能力，并能够针对动物实验观察阶段出现的各种病理学问题进行科学分析且得出正确的结论。

六、药物学与生物功能材料的交叉性

目前，越来越多的研究者将重点放在载药生物材料的研究上。在制备载药的生物功能材料时，研究者需要具备基本的药物合成的知识，并对所使用的药物的结构、性能、药物对机体的影响及机体对药物的影响等知识有系统的学习。

在以上介绍的与生物功能材料相关的学科中，外语、化学是最基本的两大类学科，这是每个从事与生物功能材料相关专业学生所必须具备扎实功底的知识。材料学、生命科学也是相对比较基础的学科，但相对于前两种介绍的学科，其内容要相对专业，而解剖学、病理学及药物学是在前面介绍的几种学科基础上深入研究后应具备较高专业素养和技能时需要涉足的领域。

综上所述，作为新兴学科，生物功能材料涉及多个专业领域的知识，正是它的交叉性和边缘性才使得生物功能材料充满了突破和创新，目前世界各国对生物功能材料十分重视，中国也把生物功能材料列为重点发展的科研项目之一。生物功能材料的研究将对人类的生产方式和生活方式产生巨大的影响。随着生物功能材料领域研究的进行，必然有越来越多的学生开展此专业的学习，因此全面了解生物功能材料专业与其它专业的交叉性并以此为根据来确定专业课程的范围是十分重要的。

[参考文献]

[1]柳斌、郑斌、王定华.《创新教育案例全书》，北京教育出版社出版，1999.

篇9

石油资源的匮乏、生态环境的恶化是摆在人类面前的急需解决的两大问题。近年来，欧美日等发达国家和地区纷纷制定相关法规，采用禁止、限用、强制回收等措施限制不可降解塑料的使用，我国在2008年也出台了限塑令，同时鼓励生物塑料的应用和推广。生物塑料是治理塑料废弃物对环境污染及缓解石油资源矛盾的有效途径之一，是塑料产业未来的发展方向，市场前景十分广阔。

一、生物塑料的概念

生物塑料是生物基塑料和生物降解塑料的统称。生物基塑料的原料来源于可再生资源的碳，但不是所有的生物基塑料都是可降解和可堆肥的。生物降解塑料和可堆肥塑料是从产品功能角度，达到了科学公认的关于塑料和塑料产品的生物降解性能和可堆肥性能规范标准的生物降解聚合物。这些标准主要是欧洲的EN13432标准，美国的ASTM D6400标准，以及ISO 17088标准。也有部分生物降解塑料和可堆肥塑料是来源于石油基。

二、全球生物塑料产业发展特点

1、政策驱动生物塑料产业快速发展

据欧洲生物塑料协会统计，2011年全球生物塑料产量超过100万吨，预计到2015年将达到170万吨。越来越多的企业将生物塑料纳入到企业可持续发展计划中。该产业在发展初期，驱动力主要来自于政府政策推动，以欧美发达国家为主。1989年纽约市开始对生产厂家给予补贴，1996年美国设置了总统绿色化学挑战奖，2002年要求每一个联邦机构都必须制定生物塑料使用计划；德国禁止将含有大于5%有机物含量的固体废弃物掩埋地下，强制生产传统塑料袋的企业承担回收塑料袋的义务；日本给予购买环保产品消费者70%的政府补助，确定了到2020年20%的塑料袋来自可再生资源的目标。

2、原材料生产装置的制造逐渐转向亚洲和美洲

目前生物塑料的消费市场主要集中在欧美等经济发达地区，但近几年，在对原材料生产装置的投资集中于亚洲和美洲地区。2011年萘琪沃克公司与泰国PTT公司合作建设年产14万吨PLA生产装置；法国阿科玛和韩国CJCheilJedang公司合作在东南亚建设产能8万吨/年的生物蛋氨酸和硫代化学品工厂；荷兰Purac公司在泰国建设7.5万吨/年乳酸厂；巴西Braskem投资建设20万吨/年的绿色聚乙烯项目和年产能为40万吨的新工厂；美国Myriant公司在路易斯安娜州建设全球最大的生物基琥珀酸工厂，产能超过1万吨；法国BioAmber公司在北美建设生物琥珀酸和改性聚丁烯琥珀酸酯工厂。

3、应用领域逐渐高端化

随着性能增强，生物塑料向汽车、消费品电子、食品等高端耐用品领域延伸。日本本田、三菱、马自达、丰田等汽车制造中，从车底板垫、座垫、车门防擦板等多个零部件都有应用，丰田的一款车80%的内部部件由生物塑料制造，在笔记本电脑、手机、复印机等的外壳和零部件也广泛采用了生物塑料。2012年，英国以激光烧结生物塑料为原料采用3D打印技术建造了纤维尼龙结构房屋模型。

4、原材料种类趋于多样化

目前市场上的生物塑料多以玉米、小麦、甘蔗、植物秸秆等为原料，其中以玉米最多，但是这难以替代数量大、品种多的石油系列材料，因此众多研究机构及企业积极开发新的生物塑料。日本研发了木质生物系列塑料，提高了环境性能和材料特性。英国科学家利用地沟油作为原材料，合成了适于医疗应用的可降解生物塑料。巴西以发酵菌在甘蔗渣中发酵制造的PHA具有生物相容性，可用来生产药用胶囊。悉尼利用二氧化碳废气开发了PPC，可解决当前PPC生物塑料生产上的问题。新西兰正在研究基于肉类的Novatein生物塑料产品。

三、我国生物塑料产业现状

21世纪初，国内企业开始涉足生物塑料领域，现已初步建成了涵盖研究开发、生产加工、应用开发、市场推广、技术服务的全产业链，生物塑料正朝着以绿色资源化利用为特征的高效、高附加值、定向转化、功能化、综合利用、环境友好化、标准化等方向发展（生物基材料产业科技发展“十二五”专项规划）。

1、生物塑料产业出具规模

据统计，2012年我国仅生物降解塑料产业总产量约30万吨，三年复合增长率为27.3%，年产值3000万元以上企业超过40家，产值超过3亿元企业在5家以上。国内知名企业主要有：金发科技、齐翔腾达、鑫富药业、彩虹精化、扬农化工、大东南、浙江海正生物、武汉华丽环保、宁波天安生物等。

2、部分原材料生产技术处于国际领先

我国生物塑料的发展与其他制造业不同，不是在承接国际产能转移的基础上发展起来的，该领域的研发和工业化水平处于世界先进水平，多家高校和科研机构都进行了大量研究，如清华大学、上海同济大学、四川大学、南开大学、天津大学、天津工业生物研究所、中科院理化所和长春应化所等，研究成果为产业发展提供了技术保障。现已实现产业化的品种有聚乳酸、聚羟基烷酸酯、聚丁二酸丁二醇酯等，部分产品的生产工艺和技术还处于国际领先水平。

3、终端产品研发制造有待于进一步提高

目前国内从事降解塑料制品加工研究的力量尚显薄弱，大部分企业将关注的重点集中在材料合成上，而忽略了制品加工开发，一些制品在耐热、耐水及机械强度方面与传统塑料制品相差较远，而这一点恰恰是生物塑料能否大规模市场化的关键。

4、高端应用领域有待于开发

我国的生物降解塑料制品主要目标市场为：食物软硬包装、包装膜（袋）、垃圾袋、台布、餐具、地膜、育苗钵、发泡网等，电子、医疗、汽车等高端消费领域产品还不多。

5、国内市场普及率较低

与国外市场相比，生物塑料在国内市场还远未普及，主要原因在于成本高，是石油基塑料制品的2―10倍，国内消费者虽在环保意识上有所提高，但仍不愿意为此支付较高的费用。其次是产品性能，目前还无法完全满足消费者需求，石油基降解塑料性能比较稳定，而生物基降解塑料在性能上还存在不足。

6、政策对产业发展推动力不足，产品以出口为主

我国在新材料产业“十二五”发展规划、生物产业规划、可再生能源法、863计划中均有涉及，主要包括：基础研究、产业化示范工程、产品认证、市场激励等。但在具体实施上，政策的针对性和可操作性不强，使得国内生物塑料市场推广缓慢，企业想通过政策打开市场很难。国内大部分产品以出口为主，市场在外不利于行业的持续健康发展。

四、天津（生物）塑料产业发展现状

1、塑料企业集中度较高

天津市塑料产业，2012年规模以上企业302家，从业人员60867人。塑料产业主要集中在宝坻区、西青区、静海县，其中以宝坻区塑料产业规模最大，宝坻塑料制品工业区规划面积10.8平方公里，重点发展塑料原材料加工、农用塑料、工程塑料、塑料建材生产及塑料加工机械制造。

2、中小民营企业占主体地位

天津市塑料产业规模以上企业有302家，其中国有企业只有5家，国有企业工业总产值占地区工业总产值的4.6%，并呈逐年下降趋势（2011年为5.46%）；规模以上民营企业236家，工业总产值占地区工业总产值的94.54%。民营企业以小微企业为主，共255家。

3、环保、功能性是产业发展的主题

天津塑料产业在技术创新、产品创新方面取得了一定的成就，企业在产品研发中把握世界塑料发展趋势，在环保、提高性能方面投入了大量资金，开发了一批畅销国内外的塑料制品。比如：久大塑料制品公司的可回收环保购物袋、旭辉恒远公司的阻燃塑料包装袋、华庆百盛利用回收的废旧塑料再生制造的包装袋。

4、生物塑料是产业转型的重要方向

自上世纪90年代以来，天津传统塑料制品行业相对于我国华南、东南沿海的广东、浙江、江苏和上海等省市地区发展速度慢了一些，企业经营模式陈旧、规模偏小。同时，部分企业开始转至生物塑料领域，2008年国韵生物获得帝斯曼风险基金、崇德投资、中国环境基金、KPCB、北极光创投等七家共计2000万美元的投资，成立国内最大的PHA的生产基地。天津市塑料产业逐渐向生物塑料方向发展。

5、在生物塑料方面具备一定的研发基础

天津在生物塑料研究方面做了大量工作，取得了一系列的成果。天津工业生物技术研究所开发了以木薯为原料炼制丁二酸的生物合成技术，并与山东兰典生物科技股份有限公司合作实施“非粮原料生物炼制琥珀酸及生物基产品PBS产业化”项目，实现我国PBS下游产品规模化生产。天津大学理学院、南开大学生物活性材料研究教育部重点实验室等研究机构也在生物塑料领域各有建树。

五、天津市发展生物塑料产业的建议

1、加强生物塑料新产品开发研究

天津是较早开展生物塑料研究的地区之一，在生物材料研究方面取得了丰硕的成果，但主要研发方向是高分子材料，而先进成型工艺、高性能的结构设计和产品设计方面总体研发力量薄弱。加强新产品的开发是扩大生物塑料产业化的重要手段。一是要加强新产品应用研发，开发具有自主知识产权的创新型产品，围绕天津市塑料研究所开发医用生物塑料系列制品，引领生物塑料向高端化发展；二是要加大生物塑料制品加工研究，提高产品性能，促进产品的大规模市场化，降低成本以替代石油基塑料制品。

2、加大政策支持力度，推动塑料加工企业转型升级，

给予以生物塑料产品生产企业税收优惠、价格补贴、设立专项资金等政策，鼓励传统塑料制品企业向生物塑料制品转型，一是解决塑料产业的低迷，二是利用天津在塑料加工方面良好的产业基础，加强生物塑料制品加工能力。适当限制甚至分期分批禁止某些传统塑料制作的一次性非降解包装产品。

3、建立生物塑料研发平台，促进科研成果转化

加快突破生物基材料制造过程的生物合成、化学合成改性及树脂化、复合成型等关键技术，促进重要生物基材料低成本规模化生产与示范。依托天津大学、南开大学、天津工业大学等研究机构，构建生物基材料研发转化平台，促进研究机构科研成果向企业转化，提升企业科技创新能力，为生物塑料产业培育提供科技支撑。

4、市场推广先国外后国内，提高环保消费理念

生物塑料制品市场主要在欧美地区，采取先立足国外市场，逐渐培育国内市场的策略。价格高是影响我国市场推广的重要因素，我国消费者对价格的承受能力较差，国内市场尚未打开。提高消费者环保消费的理念对于打开国内市场至关重要。

【参考文献】

篇10

生物产业：大力发展用于重大疾病防治的生物技术药物、新型疫苗和诊断试剂、化学药物、现代中药等创新药物大品种，提升生物医药产业水平。加快先进医疗设备、医用材料等生物医学工程产品的研发和产业化，促进规模化发展。着力培育生物育种产业，积极推广绿色农用生物产品，促进生物农业加快发展。推进生物制造关键技术开发、示范与应用。加快海洋生物技术及产品的研发和产业化。

高端装备制造产业：重点发展以干支线飞机和通用飞机为主的航空装备，做大做强航空产业。积极推进空间基础设施建设，促进卫星及其应用产业发展。依托客运专线和城市轨道交通等重点工程建设，大力发展轨道交通装备。面向海洋资源开发，大力发展海洋工程装备。强化基础配套能力，积极发展以数字化、柔性化及系统集成技术为核心的智能制造装备。

篇11

中图分类号：Q819 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0171-02

生物工程是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科，具有高附加值、低能耗、低公害与开发比重等特点。在人类解决生存与健康、食品短缺、资源和能源缺乏、环境污染重大问题的发展起到重要作用。

在工业生产中的应用：生物工程在工业方面的应用不仅提供大量廉价的原料和产品，同时引起传统化学工业的工艺改革。目前常用的化工原料除有乙醇、丁醇等传统产品外，利用固定化棒杆菌的生物反应器，由丙烯腈生产丙烯酞胺的工艺已获得成功，其产品回收率高，成本低。另外，如能将生物催化引入化工领域，其影响所及极为巨大，从而产生根本性的变革[1]。

一、在食品工业中的应用

食品与人们的生活相关，生物技术的应用提高了生产速率，从而提高了食品产量和质量，拓展食品的种类。通过基因工程技术，利用微生物发酵生产的真菌蛋白，具有蛋白质含量高和低脂肪的优点；国外以淀粉为原料生产果葡糖浆。用酶法或发酵法生产的新的甜味剂氯化砂糖是砂糖甜度的600倍；应用发酵法生产出对人体健康无害的食品添加剂，将逐步代替对人体有害的化学合成品[2]；在食品安全检测中，常用的安全检测技术是生物传感器技术、免疫学方法和生物芯片等。这些技术具有分析速度快，专一性强，灵敏度高等优点，在生物安全性检测领域发挥十分重要的作用[3]。

二、在材料方面的应用

生物技术在纳米材料，仿生材料，医学材料多方面有重大应用。

（一）纳米材料

1.纳米金属材料。纳米金、纳米银和纳米铁为当前采用较多的纳米金属材料。纳米金是金的微小颗粒，在水溶液中通常以胶体金的形态存在。其最重要的应用之一是对细胞内部进行染色[4-5]。纳米银生物材料：美国科学家研究证实，银离子有分解生物细胞膜和干扰细菌呼吸功能的作用；银本身具有抑菌的作用，而纳米银因其可与细菌的DNA键合，抑制其繁殖，故而纳米银的抗菌性能远远优于传统的银离子杀菌剂。纳米铁生物材料：有研究显示，在癌症中引入超顺磁生物相容纳米氧化铁颗粒胶体悬浮液，然后施加外磁场，可以将坏死组织和携带粘附的纳米铁直接进行降解[6]。

2.纳米无机非金属材料。纳米无机生物材料在人工骨、人工齿以及牙种植体等领域有广阔的应用前景。目前国外已研制出含有ZrO2的纳米羟基磷灰石复合材料。这种材料可以用在人工齿上。它的性能可达到甚至超过致密骨骼，且生物相容性优。近年来的研究表明，炭纳米材料能促进骨组织修复生长，减少神经组织瘢痕产生，进神经再生。

3.纳米高分子生物材料。纳米天然高分子生物材料主要来源于真核生物、细菌和病毒。常见的材料有：（1）多肽蛋白质酶等；（2）灭活病毒细菌质粒等；（3）多糖物质，如淀粉、明胶、纤维素、甲壳素等；（4）多聚磷酸酯、（脱氧）核糖核酸等。

（二）高分子仿生材料

随着科学技术的进步，人们从生物现象中发现了奇异的功能。如从荷叶表面的自清洁功能得到启示，研究出了超疏水材料；从鲨鱼皮等生物表面减阻性能的启示，研制出了表面减阻仿生材料；从壁虎脚垫的吸附原理得到启发，研究出了高强度吸附材料……仿生材料的研究为生活提供了无限可能[7]。

三、在能源方面的应用

大力发展生物能源，有助于为社会生产提供新的农业生产力。通过加工生物燃料，可以起到能源替代、环境保护等多重经济效应。第一，生物能源能替代传统的化石能源，其特点是“清洁能源”和“再生能源”。利用生物燃料可大幅度减少温室气体排放。比如在全国范围内使用广泛的沼气，其年总产量达到104亿多立方米，在我国使用用户已达3000多万个，沼气在生产生活中发挥重大作用[8]。第二，实现农业废弃物变废为宝。纤维素资源主要来源于各种农作物和农业加工的副产品。因此，如果充分发展生物工程技术手段大力发展纤维素燃料乙醇，可以将数量巨大的农业副产品或废弃物变废为宝[9]。

四、在农业方面的应用

现代生物工程技术应用在农业产业的运用尤其广阔。随着分子生物学、蛋白质工程、细胞生物学近些年的大力发展，基因工程与其他新兴学科相联结。各种生物技术手段在农业生产上培育出了优质、高产、抗病虫的农作物以及畜禽、林木、鱼类等新品种，扩大食物、饲料、药品来源，提高农业生产效率[10]。

五、在医药方面的应用

目前，医药卫生领域是现代生物技术应用得最广泛、成绩最显著、发展最迅速、潜力也最大的一个领域。疾病预防：利用疫苗对人体进行主动免疫是预防传染性疾病的最有效手段之一。例如用基因工程制造乙肝疫苗用于乙肝的预防。同时由于生物技术的引入使得贵重药物的生产规模化，降低了药品价格，开辟了药物生产的新纪元。生物可降解材料因具有良好的生物相容性和安全性，降解产物对机体毒副作用小，能满足多种生物医学需要，具有良好的可加工性，可通过常规方法制成所需要的制品[11]。

六、在转基因的方面的应用

目前，基因组的研究将由“结构基因组”向“功能基因组”转变。关于农作物功能基因组研究进展迅速，具有广谱抗性的农产品产量和质量都将获得更大优势。生物性抗逆向非生物性抗逆的转移。通过转基因技术相栽培作物导入抗性外源目的基因，可以改良植物的耐胁迫性。利用转基因植物生产稀有蛋白等产品。目前已经成功转化口服疫苗的植物有烟草、番茄、马铃薯、莴苣、和苜蓿等。植物转化能为我们提供更为廉价的蛋白质，因此利用转基因植物，开发新型疫苗将可能成为一种既经济又有效的疫苗开发途径[12]。

七、在环境治理中的作用

由于工业的不断发展，人类对自然环境的不合理开发利用以及排放大量污染物，生态环境遭到了极大地破坏。生物技术除了应用在废水、废气和固体废弃物的处理、以及土壤、水体等的生物修复，还可以进行环境污染的快速监测、粘泥的控制、污泥脱水、油脂分解、农业环境保护等。

参考文献：

[1]宋宪亮，孙学振，王洪刚.浅析生物工程技术的发展[J].西北生物学报，2008，（3）：20-32.

[2]奇晓巍.生物工程在食品工业中的应用[J].食品研究与开发，2010，31（7）：176-177.

[3]孙远.生物工程技术在食品工业领域中的应用[J].生物技术通报，2009，（11）：48-55.

[4]徐翔晖，王雪微，陈晓农.纳米生物材料的应用[J].综述，2009，6（1）：72-78.

[5]张阳德.纳米生物材料[M].北京：化学工业出版社，2005：61-62.

[6]元家钟.纳米铁治癌法[J].粉末冶金技术，2005，（10）：382.

[7]吴成伟，张伟，孔祥清.仿生材料表面微纳力学行为[J].力学进展，2010，40（5）：543-562.

[8]丁声俊.生物能源：“三农”发展的新动力[J].求实，2010，（10）34-36.

[9]刘莹.现代生物技术对社会经济发展的影响[J].安徽农学通报，2007，13（24）：61-62.

篇12

国际社会公认，材料、能源和信息是人类社会的三大支柱，新材料技术已经成为当代和下世纪最重要、发展最快的科学技术之一。信息技术、生物技术和新材料技术又被认为是当代高技术群体的3个标志。所以，新材料技术对其他高技术和传统工业起着带动、渗透和相互支撑作用，同时其他高基础领域和工业发展，也推动新技术的发展。

纵观历史，第一次工业革命是以蒸汽机为标志，以钢铁材料的出现为基础和先导。第二次工业革命的基础，是单晶硅和其他半导体材料的出现，为IC集成电路的发展，提供了核心的基础的先导性的材料，才有了现在的信息社会。

众多迹象表明，各个国家都把新材料研制、新材料产业的发展，作为一个国家高技术发展的技术和先导。所以，各个国家制订的所有计划里面，在国家关键技术、优先发展领域里面，居于首位的都是新材料。

德国一个研究单位公布的一个调查报告显示，他们对全球9项重大领域，80个课题进行了评估，认为在今后发展的9大领域里面，新材料发展居首位。

早在2000年，全世界12个高技术领域总共的产值已经将近一万亿美元，在当时新材料已经占4000万美元，也就是40%是由新材料技术及其产业占有的。

以生物应用材料为例，当代生物材料科学正处在从传统的无生命活力的材料向可重建有生命活力的组织和器官的材料发展时期。在这样一个重大变革时期，最基本的研究方向，就是了解合成物质与生物组织之间的相互作用，满足临床需要。

现在生物应用材料的发展是一个很大的产业。据了解，美国1998年，生物应用材料及其制品的产值是360亿美元，而在2000年美国的生物应用材料产值达到了650亿美元，这和半导体工业的产值相当，是国民经济当中最活跃、出口最大的几个产业之一。

美国最大的6个出口产业，其中一个就是生物应用材料。目前，我国生物应用材料发展比较慢，在国际市场上的地位还较低，但是我们是人口最多的国家，每年用在换器官、解决创伤问题、修复、整形和药物控制所花的钱是大量的，但95%的市场是外国人所占领的，现在外商和外来的制品已经基本上垄断了我们生物医药材料市场和器件。

因此，我们要大力发展生物医用材料。它的大量材料都是一种新型材料，是以聚合物为主体，并不需要以造成很大污染的传统长流程进行生产，且以高附加值为获取利润的核心。所以，我们要从现在着手考虑生物应用材料的技术和产业，在原有的基础上，研发出一些新的生产工艺。

未来材料领域的发展趋势是什么？我们要抓住3个方向。一个就是发展新材料，积极研究开发新材料、高技术材料，适应我们国家高技术、高附加值产业的发展。第二个就是在积极发展高技术新材料及其产业的同时，重视和加强用高技术来改造和更新现有材料，从而带动和促进传统产业的改造和升级。

第三个重要方向是重视材料在制备、使用、废弃全寿命周期当中和生态环境的协调，也就是发展生态环境材料，研究节约资源能源、能够再生循环和环境保护的材料技术，使人类可以持续发展。

国外从上世纪90年代初期便倡导一种环境材料，也就是追求能耗资源消耗最少、环境友好，而且可以再生的材料，否则人类将会被三气以及三废所包围。

此外，未来新材料的发展应注意多学科交叉，各大类材料之间的交叉借鉴和互补促进。也就是说，要逐步淡化金属材料、有机材料和无机材料之间的界限。

材料最终会向着高性能化、多功能复合化、智能化和经济实用化发展。高性能的结构材料仍然是未来开发的重点，而新型功能材料是热点，它们的动力都是来自于需求和对材料自身的认识。

与此同时基础研究也不容忽视。在古代人类是凭经验进行研发，后来可以在显微镜下观察，而现在我们可以看到原子、分子和电子，我们可以人工组装原子。如今人类完全可以轻松地把这个原子取出，换成另外一种元素的原子，用原子这样一个自主装置工程，来考虑材料的设计和性能的预见，可以体现出研发实力的进步。

新材料的发展十分依赖基础研究。为什么希望大家搞产学研，就是希望捕捉到现有的高校和研究院所的新技术，我认为这是一个路子。

篇13

一、功能高分子材料的概念及开发意义

功能高分子材料，是指具有一定传递或存储物质、信息及能量作用的高分子和高分子复合材料。这使得功能高分子材料不仅具有原来的力学性能，同时还兼具如光敏性、导电性、化学反应活性、生物相容性、选择分离性、能量转换性等一系列其他特定性能。按照其功能划分，功能高分子材料主要可分为4类：①物理功能：具体包括超导、导电、磁化等功能；②化学功能：具体包括光的聚合、降解、分解等；③生物功能：具体来说包括生理组织及血液的适应性等；④介于化学、物理之间的功能：主要是指高吸水、吸附等功能方面。

功能高分子材料由于具备特殊的功能，受到了各个领域的广泛重视，特别是其不可替代的诸多特性都为很多领域的技术进步提供了基础和前提，甚至已经因此而诞生出了一批先进的、符合社会发展潮流的新产品。因此，当前各国都加大了对功能高分子材料的人力物力财力投入，面对时间各国的竞争，我国也需要尽快加大对功能高分子材料的研发力度，从而摆脱我国国防、电子、医药和其他尖端领域严重依赖国外功能高分子材料市场的困境。

二、功能高分子材料的研究现状分析

目前针对功能高分子材料的研究和应用现状，主要集中于功能高分子材料的光功能、电功能、生物功能以及反应型功能应用这几个方面：

1.光功能高分子材料

目前的光功能功能高分子材料的研究和应用主要体现在光固化材料、光合作用材料、光显示用材料以及太阳能光板这几个方面，这些具体的应用能通过对光的吸收、储存、传输、以及转换功能，实现对光能的有效利用。例如，目前已经能够通过光功能高分子材料的运用实现光传导来帮助植物的光合作用。此外，运用光功能高分子材料实现手机的太阳能充电也已经成为现实。

2.电功能高分子材料

电功能高分子材料，除了具备良好的导电性能外，其电导率还能根据应用状况的不同，在半导体、金属态和绝缘体的范围进行变化。此外，由于电功能高分子材料一般密度较小、易于加工，同时具备良好的耐腐蚀性，在当前的工业领域中也被广泛的应用。

3.生物功能高分子材料

生物功能高分子材料在生物领域被广泛的应用。如常见的有，由生物功能高分子材料所制成的人体植入物（视网膜植入物、脑积水引流装置等）以及人体义肢等。

4.反应型功能高分子材料

这种高分子材料是一种具备很强化学活性的高分子材料，能够有效的促进化学反应。它是通过对构建高分子骨架，并将小分子反应活性物质通过离子键、共价键、配位键或物理吸附作用进行骨架填充，以实现高分子功能才能的强化化学合成与化学反应的效果。

三、功能高分子材料的发展前景及趋势分析

功能高分子材料具备很多优势特征，这些都使得其更加符合经济发展和社会发展的需求，这也使得功能高分子材料的研究工作在各国的竞争中日益白热化。而去随着投入的不断深化，和技术的不断完善。新型功能高分子材料必然在我们的尖端科学及日常生产生活中扮演越来越重要的角色。功能高分子材料的几种发展趋势。

1.复合高分子材料

目前，功能高分子材料正逐步由均质材料向着复合高分子材料的方向发展，同时其材料的功能也向着多功能材料的方面发展。复合高分子材料往往是在一种基体材料（如金属、陶瓷、树脂等）上，加入增强或增韧作用的高聚物，再通过将多相物复合成一体，就形成了新的复合高分子材料，这种高分子材料能够充分发挥各相的性能优势，因此具有广泛的发展应用前景。在今后的发展中，航天科技、医疗卫生、生活家居、甚至汽车制造等领域，都需要各种高性能的复合高分子材料。

2.环境友好型高分子材料

经济的粗放发展，给整个地球h境都带来了深重的灾难，而随着人们对环保问题的日益重视，各国对各种材料的生态可降解性要求也日益突出。因此，环境友好型高分子材料的开发和深入研究工作，也引起了各国的重视。当前，生物降解技术和环境友好型高分子材料技术大多掌握在发到国家，我国目前还处于追赶阶段。随着世贸组织对环保观念的更加重视，环境友好型高分子材料在产品中的应用优势也将日益显著，为了把握这一趋势，我国要积极开发研究出有自主知识产权的生物降解技术和环境友好高分子材料。

环境友好型高分子材料，通过易水解的高分子的作用在各种生物酶的作用下，能够加速材料的水解反应，帮助材料进行生物降解。这种高分子材料目前研究的重点方向在理化性能、生物相容性、降解速率的控制以及缓释性等方向。

3.隐身性能高分子材料