生物替代材料(2 / 2)

第二種是選擇合適的載體材料和調節細胞生長分化的物質,並對其作用進行定位調控。我們知道,人體的基本組成單位是細胞,一個原始的受精卵細胞能發育、繁殖、生長並逐漸分化成各種組織和器官。現在的生物技術能夠對這些細胞的分化、繁殖和生長進行調節控製。患者需要什麼,我們就調控細胞朝什麼方向發展。

顯然,運用生物化材料,要比器官移植安全得多,不過,這方麵的技術還有待完善。

生物化材料有多種名稱,如雜化生物材料、組織工程材料、第三代生物醫學材料等。當前生物化材料研究涉及的組織和器官有骨骼、牙齒、皮膚、食道、血管、肝髒、胸腺、腎髒、心髒和神經等。由於目前的技術還不能完全控製人工器官植入人體後的排異反應,今後一段時間內,在醫學領域,人們還不能放心地長期使用全人工合成器官。因此,研究一種通過組織培養或誘導生長的人體自身組織和器官修複與再生,比去追求人造器官材料的壽命要更有意義。

由聚四氟乙烯材料製成的人造血管

生物化材料的研究具有兩個革命性意義:一是創造了具有生物活性的材料;二是力求人體組織的完全天然修複和再生。這也表明人類已經進入了改造和創新生命形態的時代。這是生物、醫學、工程技術等合理分工、密切合作的結果,其發展必將為人類的健康造福。

生物環保顯身手

大量新材料的問世,極大地改善和發展了各種機器和工具的性能,促進了生產力的發展,但是也帶來了大量廢棄物對環境的汙染,甚至給人類的生存造成了威脅。為此,從保護全球環境的角度出發,科學家提出了研製環保生物材料的主攻方向。

研製環保材料,就是提倡人們在材料製備、應用和回收循環過程中減少公害,同時減少自然資源的浪費,即用最少的材料實現如今,人們在家居裝修中更加青睞環保材料

最大的功用。在這種材料的研究中,科學家取得了一係列重要的成果,各種生物環保材料不斷地湧現出來。

在減少材料製備過程中的公害方麵,科學家取得了眾多突破。日本北越造紙公司研製的造紙原料“ECF紙漿”便是其中一例。傳統紙漿生產方法都是使用氯氣進行漂白,這樣漂白時就會產生大量的有害物質氯仿。氯仿是一種強致癌物質,而且嚴重汙染環境。日本這家公司研究出了不用氯氣而使用二氧化氯漂白的新方法。這樣使氯仿等有害物質減少了99%以上,因此,帶來了世界造紙業的一場革命。

塑料薄膜被農業廣泛使用在開發生物環保材料的過程中,人們更多地把注意力放在了學習和模仿某些生物的特殊功能和性質上,從根本上消除公害。例如,甲殼蟲可以將糖及蛋白質分化成重量輕而強度高的堅硬外殼材料;蜘蛛吐出的水溶蛋白質在常溫常壓下變成不可溶的絲,而絲的強度比防彈背心材料還要堅韌;鮑魚利用人們通常認為的一些用途不大的簡單物質,如海水中的碳化鈣結晶成強度非常好的貝殼;林林總總,如果能破解以上這些奧秘,並把生物的這些奇異的功能用到生產材料上,便可生產出嶄新的高級人工合成材料,又不造成環境公害。這也是科學家今後努力的一個重要方向。

各種可降解塑料薄膜見光分解的塑料

很多人工製造的化學物品使用後,若不能回收,都會造成汙染。最典型的是塑料,它具有不易分解的特點,被廢棄後容易造成嚴重的白色汙染。從保護環境的角度出發,科學家紛紛研製出可分解塑料。可分解塑料就是在完成一定的功效後能自動分解的一種聚合物。以光分解塑料為例,在聚合物中添加少量光敏劑,通過生物發酵合成和化學合成,使塑料能夠見光分解,經過1~3年後可自行破碎,最後變成二氧化碳和水,不會汙染環境。

綠色材料

材料是人類生存不可缺少的物質基礎,是人類社會發展的基石。隨著新材料的不斷湧現,材料同環境的聯係也變得越來越緊密,這種聯係使環境保護問題越來越得到人們的重視,在科學家的努力下,綠色材料開始走近人類。

綠色象征著生命、健康、安全,現在,人們常常用綠色來代表環境保護,所以綠色材料又稱為生態環境材料;它在原料選取、製造、使用和再循環以及廢物處理等環節中能與生態環境和諧共處,不會產生汙染。1988年人們首次提出了綠色材料的概念,並將其確定為21世紀人類要實現的目標之一。

綠色材料主要包括循環材料、淨化材料、綠色能源材料和綠色建材。