元素百科资讯频道:本文主要探讨生物材料和器件。随着人类文明的进步, 人造生物材料愈来愈重要。人造生物材料包括三种类型: 生物医用材料、仿生材料和生物体系模拟材料。
(l)生物医用材料除了神经系统以外,几乎人体所有器官都可用人造材料所代替。 用于人体的材料要求很高, 除了力学性能相匹配以外,更重要的是相容性, 无害、无毒、无血凝, 并要有足够长的寿命。
(2)仿生材料生物体是千百万年演化而来的, 其结构应该是最合理的。解剖生物体可以给人以启示, 使材料科学工作者在设计材料时有所遵循, 如蚌壳, 不但强度高, 而且有很好的韧性, 因为碳酸钙薄层中间夹有机物; 竹子加强筋的分布外密内疏, 可保持最佳强韧性,如此种种, 在设计新材料时均可作为参考。
(3)生物体系模拟生物体系有超乎寻常的功能,如脊椎动物的能量效率接近100%, 而最好的发动机也不超过50%; 人的肾上腺只有6g,而生物碱达百种以上,可随生物体情况而释放不同物质以保持人体平衡;耳日口鼻的感度是人工传感器(一次感度) 的千百万倍,诸如此类。
如何用人造材料或器件以达到生物体系功能, 使工业反应器在室温条件进行合成, 信息处理达到人脑的功能, 是人们正在追求的目标。
总的来说, 生物医用材料已得到广泛应用, 仿生材料正在开始, 而生物体系模拟仍处于酝酿阶段。
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