试析合成生物学技术在材料科学中的应用

谢宏烨

【摘 要】材料在人们赖以生存的家园中属于不可或缺的物质基础，科学技术的进步和社会的发展都离不开材料的供应，在未来先进的合成材料，合成生物技术还要朝着绿色、多元化和高产出和低能耗的方向发展。在学习当中，了解基因调控和工程设计的相关知识，更加发现生物学技术在生命科学领域的进步，为材料科学的发展也注入了新的活力，基于此，本文对合成生物技术在材料科学中的运用进行研究和分析。

【关键词】合成生物学；技术；材料科学；应用

材料是人类进步的主要标志更是人类生活的基础，无论是从远古时期看还是从科学技术发达的当前时期看，材料对人们的生活和社会的发展都产生了及其重要的影响，例如纳米材料的产生和微米尺度的分析以及理性和灵感的材料涉及等等都需要学习不同的技术，由此合成生物学技术在材料学中的运用也得到了广泛的推广，以下对此进行全面的研究和分析。

一、关于合成生物学技术和材料科学的分析

人们在对生物仿生材料和生物灵感的分析方面已经做出了非常大的努力，也给出相对合理的解释，为了能够促使材料的进一步升级和使用可以对水下粘合力做出分析。在传统的高分子材料研究中看到，这种粘合剂在耐水性方面体现了较大的不足，水下粘合强度也不是非常高。若是使用在伤口的愈合方面以及修复方面都存在较大的弊端。经过长时间的探索人们已经发现，在海岸潮之间存在和吸附这一些生物体，例如，藤壶或者是沙煲蠕虫等等生物，经过海边海峰的长期吹打，一直都在岩层紧密的贴服着，这种粘合程度相对比粘合剂更具有优势，因此生物成为人们会探索粘合的新领域和新思路。例如，科学家和生物学家对贻贝进行观察之后发现，在贻贝足蛋白当中含有非常丰富的邻苯二酚，这种物质和高分子材料相融合会产生多种共聚物，是一种非常好涂层材料。通过智能化的设计和多方面的理论观察发现，自我修复和粘合在生物学上要想得到更多的突破还需要作出更多的探索和分析[1]。

二、合成生物學技术在材料科学中的应用

（一）细胞工厂合成高分子生物材料

为了能够让材料生产不断的走向高产能、低消耗和绿色化的空间还需要以材料科学发展为重要的指标。在生物学合成材料中具有模块化和智能化的操作特点，这些特点是材料生产和材料科学发展的共同要点。生物工厂本身具有绿色环保和低耗能的特点因此也成为人们摄取材料非常广泛的地方。若是使用微生物和细胞进行药物制剂的生产，如胰岛素和酶制剂等等就需要使用的是生物生产的塑料单体。科学家和教授们通过对细菌氧化途径的分析和改造成功在其中找到了聚基脂肪酸酯，这在化学材料当中的运用是一种性能突出的塑料，具有可降解的特点，微生物生产工厂可以使用代谢通路设备制作相应的材料分子，其中蛋白分子也具有较好的细胞相容性，在相同的生理条件下可以凝结成胶。这种蛋白粘合性能够充分的体现出生物材料的特性，还能够更好的发挥出水下粘合的特点。

（二）生物体植被无机纳米材料

经过工程改造之后的微生物细胞结构可以当做是模板用在纳米和微米材料当中。生物界当中存在微格室，直径一般在9nm到500nm之间，此种结构也可以合成为不同的纳米材料，在微结构模具的利用上合成排列程度不同的纳米材料，然后做好功能性修复工作，这样才能够在生产生活中满足人们更多的需求。在使用纳米结构制定纳米材料之外，生物体本身也可以进行纳米材料的制作，例如，常见的原核生物，就可以在其代谢的基础上产生硫化铁的颗粒，这种颗粒对比人工方式获得的颗粒在分散性方面呈现良好的特点，若是温度适宜就可以不再使用还原性添加剂，不仅仅节约更多资源，也为环境保护增添无限力量。以上阐述了新型无机纳米材料制作的过程和基本路径，可以通过合成生物技术手段对化学物质的组成、性质还有结晶进行分析，其中包含生物影响纳米材料和催化剂以及能源环境等等方面使用的金属半导体材料[2]。

（三）噬菌体展示和蛋白定向的分子材料

达尔文的进化论中就指出，物竞天择，数字和生存，人们一直在模拟这自然界的发展过程和发展状态创造生物学技术，蛋白定向进化也是一种生物技术的呈现。这项技术对自然进行多方面的选择和模拟，争取能够在多种生物基因中找到能够满足生物化学特定性能的蛋白分子。此种技术非常高超，可以摄取高蛋白酶活性，了解蛋白的稳定性。吞噬体技术是把外源短肽和吞噬体自身的蛋白基做融合，展现自己的独特之处。此种技术一般用在抗体筛选和无极材料的修饰上，还可以制作离子电池[3]。

三、结束语

综上所述，本文对合成生物学技术在材料科学中的应用进行了分析和研究。生物是一种神奇的学科，在学习过程中需要充分认识每一种物质的性质，由此展开讨论和研究，争取为新材料的诞生贡献力量，提升我国生物学技术在材料科学中的运用空间。

参考文献：

[1]崔巍巍，高田林，卢应等.n-Ag/AD/PLGA功能性材料的制备及生物学性能[J].高等学校化学学报，2016，37（1）：195-200.

[2]张红星，刘耿，邱武安等.不同方法制备移植修复材料对异体肌腱生物学性能的影响[J].中国组织工程研究，2014，14（39）：6348-6352.D

[3]王富勇，陶海荣.骨科内固定材料镁合金的生物学研究进展[J].中国矫形外科杂志，2015，23（4）：322-324.