仿生石油价格是多少-仿生脂是什么
1.仿生材料有什么
2.我国科学家研制出有望替代塑料的仿生新材料,此项发明具有什么意义?
3.什么叫仿生催化
4.化学仿生学的用处
仿生材料有什么
例1 最早开始研究并取得成功的仿生材料之一就是模仿天然纤维和人的皮肤的接触感而制造的人造纤维。对蚕或者蜘蛛吐出的丝,人类自古就有很大的兴趣,这些丝纯粹是由蛋白质构成,特别是蚕丝,具有温暖的触感和美丽的光泽。二十世纪以来,人们模仿蚕吐丝的过程研制了各种化学纤维的纺丝方法,此后又模仿生物纤维的吸湿性、透气性等服用性能研制了许多新型纤维,例如,牛奶蛋白质与丙烯晴共聚纤维(东洋纺) ,商品名为稀苤的高吸湿性纤维(旭化成) 等等。这些产品的出现显示了人类仿造生物纤维表面细微形态与内部构造取得了成功 。另外人们还对蚕的产丝体进行了卓有成效的研究(日本农业生物资源研究所) ,并且对蜘蛛丝也进行了研究(日本岛根大学) ,研究者们期待着有朝一日能够制造出与蚕丝完全一样的人造丝。
例2 在陆地上生活的动物有肺,能够分离空气中的氧气,水里的鱼有鳃,能够分离溶解在水中的氧气,供给身体使用。人们仿造这种特性,制作了薄膜材料,用于制造高浓度氧气、分离超纯水等,以达到节省能源以及高分离率的目的 。目前人们正在研制具有动物肺和鱼鳃那样功能的材料,如果研制成功的话,人类在水底世界的活动将发生一场新的革命。
例3 生物为了维持生命,能够非常高效地进行各种能量之间的相互转换,这是在广阔的生物界都能看到的现象。例如,人们对萤火虫的发光机制作了研究,其发光原因是由于化学能高效率地转化为光能。虽然人类在化学领域中已体验了遗传信息的钥匙- 核酸的魅力,在试管中实现其功能的研究也取得了很大的进步,但是像萤火虫的这种能量变换方法目前人类还做不到。随着地球上现在所使用的能源逐渐枯竭,人类寻求新能源的任务已迫在眉睫,如果能够找到象某些生物那样能够高效率地进行能量变换或者能量重组的材料与方法,将为人类的未来带来希望和光明。
例4 卵是鸟类和爬虫类生育在体外的动物的最大细胞。它的壳,是石灰质构成的,内部有卵白和卵黄。美国学者Finks 对此发表了非常有趣的假说,认为卵的结构无论从力学或者工学的观点来思考,都有许多值得学习的地方,人类现在的包装技术与之相比相形见绌。卵壳的形成过程与牙齿和骨头的发育过程相同,被称之为钙化过程,与无机和有机的界面化学相关,据有关报道,人们正在研究一种人造骨。相信在不远的将来,通过对有机和无机复合材料形成技术的研究,不仅在包装技术方面人们会学习和采用生物卵壳的形成方式,同时在医学科学中也会开创新的领域。
例5 植物也为我们提供了许多有趣的现象,例如我们常见的西瓜是一种含水量极高的水果,在它的启发下,人们研制了一种与西瓜纤维素构造相似的超吸水性树脂,它是用特殊设计的高分子材料制造的,能够吸收超越自身重量数百倍到数千倍的水份,现在已用于废油的回收,既经济又高效。这种材料如果进一步得到完善的话,将来液体的包装和输送就可能用一种全新的技术来代替。比如,将来的饮料就不再是用现在的杯子来装,而是只要用一片薄膜即可。
例6 植物在复合材料力学性能方面,也有许多独特的魅力。例如,从竹子的断面来看,一种称之为纤维束的组织密布在竹子的表皮,竹子的内部却很稀少,这样的结构形成了一种高强度的复合材料。但是当竹子还是竹笋的时候,这种纤维束在竹笋的断面上是均匀分布的,随着竹笋的生长,纤维束逐渐向外侧移动,最终形成最佳构造。再例如,树的年轮是由在冬天和夏天的生长不同而形成。这些能够方向性生长,形成高强度复合材料的过程,使人们受到了启示,最近,高分子世界已出现了研制这种方向型复合材料的动向,当然这并不是件易事。但这种成长型复合材料,也将是复合材料未来的研究方向之一。
例7 最后再举一例,用手触摸含羞草的叶片,它就会像动物那样收缩。在这一种启发下,日本奥林巴斯公司的植田康弘研制了一种可以伸到小肠里的内视镜,他在内视镜的筒状部分使用了一种与含羞草叶片表面结构相似的弹性膜材料,它在肠道流体的压力下,会沿着轴向自动伸长或弯曲,从而使内视镜的筒状部分与肠道保持同一形状。
抱歉,楼主,从网上抄的,有点长
我国科学家研制出有望替代塑料的仿生新材料,此项发明具有什么意义?
塑料在生活中的广泛应用在给人们带来许多便利的同时,也产生了非常多的问题。在人类越来越注重可持续的生活方式的情况下,新的塑料制造技术也应运而生。旧的塑料产品大都需要消耗大量的原油资源,在这种资源的储备量本身已经十分匮乏的情况下,这样的消耗无疑是非常可怕的。而新的仿生材料制造不需要利用原油资源,因此能够减少这方面的消耗。而旧的塑料产品本身的特性也导致了它们会给自然环境带来灾难性的影响,并且这种影响一旦发生,未来将很难挽回。新的仿生材料实现了取之自然回归自然,能够最大程度降低环境面临的压力。新的塑料产品将拥有更加稳定的性质,更加适应人们多样化的需求。该发明的意义可以从以下三个方面进行概括。
一、节约石油资源人类社会的发展一直没能摆脱对于原油的依赖,人类可用的资源已经捉襟见肘。我国科学家进行的这项研究在保护原油方面是有非常积极的意义的,一旦最终成功对于人类而言无疑是一个巨大的福音。
二、保护环境旧塑料制品的滥用不仅污染了环境,还对许多生物的生存构成了巨大的威胁。土地中的塑料导致植物无法正常生长,而被误食进入身体的塑料更是让许多动物失去了生命。而新的材料能够帮助人类实现最大化的回收利用。
三、稳定安全旧塑料制品普遍不耐高温,容易发生变形,而新的仿生材料则不存在这方面的问题。加上其本身的原料来源注定了它不会带有有害物质,这使得这种材料的应用拥有更可靠的安全性。
对于这种新的仿生材料你还有哪些其他方面的了解呢?
什么叫仿生催化
是一门介于化学与生物学之间的边缘科学,是用化学方法在分子水平上模拟生物体功能的一门科学。其研究内容主要为:模拟生物体内的化学反应过程,模拟生物体内的物质输送过程,以及模拟生物体内的能量转换等过程。
生物体内的成千上万种化学反应都是在酶催化下进行的。酶催化反应的特点是在常温、常压下,在一个很复杂的混合体系中专一地、高效地、有条不紊地进行着。其高效性就是指强大的催化能力。例如,同样是催化过氧化氢分解为水和氧气,过氧化氢酶的催化效率比一般无机催化剂高一千万倍。化学仿生学的任务之一就是仿照天然酶合成出人工酶。通过从生物体内分离出某种酶之后,研究清楚其化学结构和作用催化剂的催化机理,在此基础上设法人工合成这种酶或其类似物,用以实现相应的酶催化反应而制得相应的产品。在这方面已取得的成果的例子有:人工制得了合成氨基酸的酶,也制得了消化蛋白质用的常见的酶等。在这方面,对固氮酶的研究是一项非常重要的工作。固氮酶是豆科植物根部产生的一种酶,它在常 温常压下就可以使空气中的氮气与某种或某些含氢物质发生反应变成氨提供给植物作氮肥。因此,模拟固氮酶研究如获得成功,将是化学仿生学上的一个十分重大的成果。
生物在物质输送、浓缩、分离方面能力也是惊人的,象海带能从海水中富集碘,比海水中碘的浓度提高千倍以上;大肠杆菌体内外钾离子浓度差达3000倍等,这些都生物靠通过细胞膜来进行调节控制的。所以人们设想,如能模拟生物膜的这种输送、分离功能,合成一种高效、选择性强的分离膜,将会使物质的分离、提纯达到一种市郊、快速、专一的全新途径。这对于人类开发利用海洋资源,微量元素的提取,特殊的化学、分离以及污染控制等方面都会产生质的飞跃。
迄今为为止,人们在开发新能源,提高能源转化率等方面已取得了不少成就,但和生物界相比则又显得渺小了。一般的电灯,有90%以上的电能是转变为热能而浪费掉的,即便是节能灯也要浪费65%以上的电能。而生物体内进行的光能、电能、化学能等各种能量间的转换,其效率之高已为人所知。如荧火虫通过自身萤光素和萤光酶的作用,发光率竟达100%。生物体利用食物氧化所释放能量的效率是70%-90%,而我们利用燃烧煤 或石油能量的效率通常只有20%-40%。在能源日趋短缺的今天,模仿生物高效利用能量的技能已成为节能研究的重要课题,同时对开发新能源也有极其重大的指导意义。
化学仿生学的用处
迄今为为止,人们在开发新能源,提高能源转化率等方面已取得了不少成就,但和生物界相比则又显得渺小了。一般的电灯,有90%以上的电能是转变为热能而浪费掉的,即便是节能灯也要浪费65%以上的电能。而生物体内进行的光能、电能、化学能等各种能量间的转换,其效率之高已为人所知。如荧火虫通过自身萤光素和萤光酶的作用,发光率竟达100%。生物体利用食物氧化所释放能量的效率是70%-90%,而我们利用燃烧煤 或石油能量的效率通常只有20%-40%。在能源日趋短缺的今天,模仿生物高效利用能量的技能已成为节能研究的重要课题,同时对开发新能源也有极其重大的指导意义。
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