BOB半岛资料是人类赖以生活和成长的物质基本，正在出产、糊口和国防军工等规模有着很是普通的使用。克日，北大新工科国际论坛（为核心，搜罗主论坛和九个分论坛，旨正在进一步胀动新工科征战，深化环球互换，胀动国际合营。
正在“新工科布景下的新资料时间革命和财产改变”分论坛上，中国科学院院士、中科大传授俞书宏指出，本身与团队所做的劳动便是将资料科学与人命科学相联结，仿造这些生物矿物的成长和变成进程，让仿生资料正在化学的实习室和资料的实习室中“成长”出来。异日资料出产进程该当与化工相联结，还要冲破良多合成和造备的工艺题目。以下为申诉摒挡。
从人类早期利用的石器、木料、陶瓷、丝绸等资料，到目前利用的高分子、合金人造草、半导体等先辈资料，工程资料的成长继续是社会成长的健壮胀动力。每一个时间都有其对适时间特色的新型资料。进入二十一世纪后，咱们十分希冀做出少少面向异日的高机能新资料，独特是希冀冲破少少时间瓶颈，改观我国正在合头资料受造于人的地步。
纳米资料拥有良多精良的性子，但正在纳米拼装和纳米资料的使用和成效化方面又有很长的道要走BOB半岛。纳米资料是标准很幼的资料，怎样行使这些资料人造草，通过化学和资料的门径来合成出宏观标准的、肉眼可见的且拥有特定成效的器件，这仍然是咱们面对的挑衅。正在这个方面可能从大天然中获得良多诱导,大天然用成长的形式创造了多数精妙绝伦的资料组织。
天然界中，从海滩上捡到的组织特殊、表观精彩的贝壳和珍珠，到人体的骨骼和牙齿，这些生物矿物都伴跟着生物体的发展而不绝合成，并变成精彩的组织。贝壳的苛重因素碳酸钙以及骨骼的苛重因素羟基磷酸钙都吵嘴常脆的无机资料，然而最终合成的贝壳和骨骼却具有突出的力学强度，这都得益于生物体内部的自拼装才气人造草。天然界中繁杂生物矿物的变成显现了多标准、多主意的高级拼装进程，表示了多重组分对资料机能的调控与妥协影响。
是以咱们所做的劳动便是将资料科学与人命科学相联结，仿造这些生物矿物的成长和变成进程，让仿生资料正在化学的实习室和资料的实习室中“成长”出来。除了上面提到的贝壳、骨骼，又有咱们窗表的灌木、竹子、水中的硅藻等，这些天然界中的资料都显现出精彩的组织，都是仿生资料的灵感起源。
咱们正在实习室里用人为合成的形式，正在微观和纳米主意可能把碳酸钙的组织掌管得十分好，然而却很难具有像骨骼、贝壳等生物资料的杰出机能。那么正在人命体例内中是怎样变成骨骼、贝壳的呢？谜底便是靠生物大分子。人体体内有卵白质、氨基酸、多肽、几丁质等有机质，这些生物大分子掌管了矿物的变成、结晶和成上进程。咱们练习这种进程人造草，从而创筑了一种跨标准的仿生资料打算合成形式，并胜利正在实习室合成了人为贝壳。
起首参观贝壳的断面组织，咱们可能发觉它是一种十分规整的层状框架。假设将贝壳中的碳酸钙用酸熔解，剩下的原本是一个有机的层状框架。假设将贝壳比作筑造物墙体的砖泥堆垛组织，那么贝壳内部由生物大分子行动黏合剂变成的层状框架，就似乎于将墙体中砖块抽走后，由水泥和黏合剂组成的墙体的框架。碳酸钙正在如此的层状框排挤间内发展最终变成了贝壳。于是假设能正在化学的实习室里用生物大分子修筑如此一个层状组织，然后用它行动框架，诱导碳酸钙正在其内部成长，最终就能造出人造贝壳。
接下来面对的题目，是怎样来修筑这个框架组织。贝壳里除了碳酸钙表又有蚕丝卵白，它是一种由十几种氨基酸构成的自然高分子纤维卵白。除此除表，又有一种紧急的生物大分子叫几丁质。几丁质可能通过虾壳、蟹壳内中富含的壳聚糖通过化学反响造成，是以咱们决计行使几丁质这个高分子来缔造层状组织。
为了把高分子做出一个多层的、空阔的组织，咱们课题组参考了糊口中冻豆腐的变成进程。豆腐的多孔组织是由于正在冰箱里冷冻进程中水结晶后，把植物卵白排出到冰晶界限，冰消融后就变成了多孔组织。咱们正在实习室采用了取向冷冻干燥时间，让冰晶变成平行陈设的、多层的组织。然后让几丁质等生物大分子夹正在冰晶层中，最终将冰升华就变成了一个平行排布的松散多层组织的框架。让富含钙离子和碳酸根的溶液轮回往来地流过这个框架，诱导碳酸钙正在层状组织的空间内结晶成长。末了，行使蚕丝卵白加紧层间的衔接，并通过压造就可以变成人为合成的贝壳。
不少古板资料的出产和花费进程都伴跟着二氧化碳排放以及境遇污染。以塑料为例，塑料是人类糊口中被普通利用的资料。塑料的缔造进程必要花费豪爽的化石资源，并且放弃塑料的治理也是很大的题目。
近年来，《科学》和《天然》杂志十分合切微塑料的污染。正在环球限度内，弗成降解的微塑料正在海洋水生栖息地弥漫成灾，急急劫持海洋生物的生活，形成急急的境遇损害。塑料进程长工夫的转折，会酿成很幼的、微米以至纳米标准的塑料微粒。这些微粒会进入河道、泥土、大气，并通过食品链进入人体，最终劫持人类矫健。可见塑料污染与每局部都息息联系，人类必需敬重境遇，并寻找面向异日的可不断绿色环保资料。那么从此有没有恐怕裁减塑料的利用？
面向异日，咱们希冀研发更多可不断资料，它们将正在可不断成长中将起到很是紧急的影响。正在农业中存正在良多放弃的生物质，例如木质素、纤维素。咱们分明这些生物质是二氧化碳和水通过光合影响形成的，是源源不绝的绿色原资料。
是以课题组思到行使这些农业放弃料，用似乎生物质成长的形式来合成少少适用的资料。从生物质里提取的纳米纤维素，对咱们来说吵嘴常珍重的。这些资料可能被食用，又可能被加工成其他资料，以至可以做出可降解的塑料代替品，帮帮人类最终进入后塑料时间。
正在可不断资料合成进程中，生物发酵的合成进程十分紧急。果冻的变成是生物发酵进程细菌渗出的纤维素。咱们正在实习室将纳米资料与似乎果冻出产的生物发酵进程有用地联结正在沿道，将纳米资料通过产活气溶胶的格式不绝地与生物发酵形式出产的纤维素平均地复合正在沿道，从而成长出少少宏观标准地适用资料。
正在咱们目前胜利合成的资料中，有一种是将碳纳米管很平均地复合到纤维素的机体内中。这并不是轻易的A+B的物理羼杂，而是一品种似生物质成长的进程。末了所做出的资料中碳纳米管和纤维素的含量高度平均，且拥有十分杰出的韧性、柔性和导电性，从而酿成拥有适用价钱的成效资料。
此表咱们还用这些纤维素做成了少少生物质组织板材。组织板材表示出了很好的性子，密度较低，仅为铝合金的一半，钢的六分之一，同时它拥有十分好抗弯强度，以至超越了良多工程塑料和铝合金。
此表，这种资料的抗障碍机能十分超越。咱们做了一个实习，用十分强的力来障碍沟通厚度沟通巨细的各类资料。咱们研发的资料正在受到障碍后满堂没粉碎，除了受障碍区域表没有显然的形变和缺陷，其他铝合金、陶瓷等都产生了较大区域的毁伤。这种资料又有一个特征便是抗热障碍，正在极高温和极低温都能保留很好的巩固性。如此一种轻质高强的资料正在良多规模恐怕会有十分好的使用。
面向异日其他环保型的使用，咱们还行使稻草、秸秆做出了一款各项同性的资料BOB半岛。与自然木料的各项异性分别，咱们的资料是各项同性的，换言之这种板材每一个偏向的力学强度是相通的。
咱们希冀从此可以办理这一资料量产的题目，将生物质做成零甲醛、零有机污染物、零增加剂的环保型资料，同时拥有阻燃、防火、隔热、电磁屏障、以至导电等其他成效。此表还可能把这种时间跟其他黏土、矿物质相联结，可能做出良多具有分别性子的新资料。
当然，除了做成组织资料还能将生物质做成薄膜。咱们办理了一个题目，便是把微米纤维素酿成纳米纤维素，从而可能大大下降薄膜的厚度。这些薄膜资料正在从此可能做成导电资料有机体，正在上面打印电道。柔性电子必要寄托少少造薄膜行动一个载体，才干拥有柔性。这种新型薄膜对温度的耐受性强，正在极限温度下不会产生形变，是很好的柔性载体，还可能行使它来纺丝、做成纤维等。这种可不断资料今后的使用场景是有无尽恐怕的。
大天然和农业出产中现有的这些豪爽绿色生物质，假设不行充满行使就太怅然了，通过咱们的时间可能将它们做成各类高机能资料。可不断的仿生资料恒久“正在道上”，资料出产进程该当与化工相联结，还要冲破良多合成和造备的工艺题目，尽恐怕地让这些资料正在航空、航天、环保等规模阐述更大地价钱。
俞书宏，中国科学院院士，中国科技大学化学与资料科学学院传授、副院长，合肥微标准物质科学国度实习室纳米资料与化学商量部主任。永久从事无机资料的仿生合成与成效化的商量，已正在国际紧急学术期刊Science, Nature Materials, Nature Nanotechnology等杂志上发布通信或第一作家论文500余篇，H因子138。担负国际溶剂热-水热纠合会（ISHA）国际理事会执委、中国化学会常务理事、安徽省化学会理事长、中国化学会无机化学学科委员会副主任、中国化学会纳米化学专业委员会副主任。担负国际期刊Langmuir、Science China Materials及EnergyChem副主编。担负Accounts of Chemical Research, Chemistry of Materials等国际期刊照应编委、推广编委或编委。以第一人完结人两次得回国度天然科学二等奖。BOB半岛高科技与物业化人造草