仿生材料在环境保护中的应用现状与前景
生物仿生材料的研究现状及应用前景
生物仿生材料的研究现状及应用前景生物仿生材料的研究一直以来都是材料科学领域的重要热点。
生物仿生材料能够模拟自然界中的生物系统和结构，实现材料设计与制备的工程化。
这些材料在生物医学、航空航天、建筑、纺织等各个领域中都具有广泛的应用前景。
生物仿生材料的研究现状生物仿生材料的研究主要包括三个方面：结构仿生、功能仿生和材料制备。
结构仿生是指利用生物体内的具有特定形态结构的部位、组织和器官来设计和制备新型的材料结构。
例如，借鉴鱼鳞和虾壳的结构，设计出了复合材料，具有优异的机械性能和防弹性能，被广泛用于航空航天领域。
功能仿生是指借鉴生物体的各种功能机制来开发出新型的功能材料。
例如，蝴蝶的羽毛上覆盖着微米级的鳞片，通过调控这些鳞片的角度和颜色反射来实现抗紫外线和吸收水分的功能。
基于这一原理，科学家研制出了可以调控表面颜色的可擦写墨水和用于生产智能玻璃的高分子材料等。
材料制备是指通过仿生学原理，研究材料的自组装、自修复和自愈合能力，从而开发出能够自行组装、自我修复的新型材料。
例如，利用生物体内水凝胶自组装的特性，制备了糖胶和水凝胶材料，广泛应用于生物医学、生物传感和智能织物等领域。
生物仿生材料的应用前景生物仿生材料在各个领域中都有广泛的应用前景。
在医疗领域，生物仿生材料可以用于人体组织重建、生物反应器和生物检测等方面。
例如，利用仿生学原理制备的生物医用材料，可以用于人工心脏瓣膜、人工血管和骨骼替代材料等。
此外，生物仿生技术也可以通过生物反应器模拟人体内生理环境，以研究药物的生物作用机制和创新药物的开发。
最后，生物仿生材料还可以用于生物检测，例如通过仿生学原理研发的生物传感器可以实现对生物信号和环境指标的检测。
在航空航天领域，生物仿生材料可以用于制造先进的航空材料和太空服。
例如，在飞机制造过程中，仿生学原理可以用来改善机翼和螺旋桨的气动性能；而在太空服的设计中，仿生学原理可以用来制造轻便、柔性、保温性能良好的材料。
新型仿生材料的研究现状及未来发展
新型仿生材料的研究现状及未来发展随着科技的不断进步和人们对自然界的深入认识，仿生学逐渐成为了一个热门的领域。
仿生学最初的目的是通过模仿自然界的生物结构、生理功能等，来解决人类社会中存在的各种问题。
近年来，随着仿生学研究的深入，仿生材料作为具有广泛应用前景的一大类新型材料，也越来越受到人们的关注。
一、仿生材料的概念和分类仿生材料是指基于自然界现有生物结构、生理功能等特征所设计、制造的新型材料。
仿生材料可以分为三大类：生物仿生材料、机器仿生材料和智能仿生材料。
1、生物仿生材料生物仿生材料是基于生物细胞、组织或器官的材料，最具代表性的是仿生皮肤、仿生骨骼等生物组织工程材料。
2、机器仿生材料机器仿生材料是以机械结构或器件为基础的仿生材料，例如仿生鳞片、仿生涡轮、仿生飞行器等。
3、智能仿生材料智能仿生材料是基于生物神经系统的仿生材料，具有感知、判断和响应能力。
它们主要通过传感器、执行机构和控制系统实现感觉、处理和响应。
二、仿生材料的研究现状目前，仿生材料涉及到的领域非常广泛，包括生物医学工程、机器人学、航空航天、化学工程、材料加工等。
在这些领域中，仿生材料正在逐步取代传统材料，成为新型材料的代表。
1、仿生皮肤仿生皮肤是一个利用电场效应或其他电学特性来实现触觉感知和物体形态识别的人造表皮。
它最初应用于人机交互中，如机器人、智能手机，后来发展应用于智能医疗、救援、军事等领域。
仿生皮肤是仿生材料的代表之一，是目前应用最为广泛的仿生材料之一。
2、仿生骨骼仿生骨骼是利用聚合物、金属或陶瓷等材料制成的医用材料。
它可以用于人工修复或替代骨骼的快速生长，其最大的优点是可以避免一些传统的医疗手段的不适应性。
这种材料不仅在人工关节、人工骨等方面发挥了重要作用，而且在制造基于陀螺仪和惯导系统的高精度仪器上也有很好的应用。
三、仿生材料的未来发展随着仿生材料的研究不断深入，其未来发展前景值得期待。
1、生物仿生材料未来生物仿生材料的研究重点将从基础过渡到复杂结构仿生材料的制备。
仿生材料的研究及应用前景
科技馆讲解模式的创新性探讨随着科技的不断发展，科技馆作为科普知识的重要传播平台，起着越来越重要的作用。
在科技馆中，讲解员扮演着极为重要的角色，他们的讲解质量直接关系到观众对科技知识的了解和接受程度。
如何创新科技馆的讲解模式，提高科普知识传播的效率和质量，成为了科技馆工作者们关注的焦点之一。
本文将对科技馆讲解模式的创新性探讨进行详细分析和讨论。
首先我们来看看传统的科技馆讲解模式。
传统的科技馆讲解模式通常是由讲解员引导观众参观展品，并进行一些文字说明，介绍展品的原理和应用。
这种讲解模式简单明了，适合一般性的科技馆观众。
但在面对一些专业性较强的展品和内容时，则显得力不从心，无法深入讲解。
这种讲解模式也缺乏互动性，观众的参与度不高，容易产生疲劳感，影响科普知识的传播效果。
针对传统讲解模式的不足，一些科技馆开始尝试创新，引入了互动式讲解模式。
互动式讲解模式主要是通过交互式展品和虚拟实境技术，让观众参与到科技知识的传播中来。
这种讲解模式强调观众的互动体验，通过触摸、体验等方式激发观众的学习兴趣和参与度。
在一些科技馆的展厅里，观众可以通过VR眼镜参与到虚拟实境的科技体验中，或者通过触摸屏互动展品进行自主学习。
这种讲解模式能够更直观地向观众展示科技原理，提高观众的参与度和学习效果。
除了互动式讲解模式，一些科技馆还尝试引入多媒体讲解模式。
多媒体讲解模式通过结合影像、声音、文字等多种媒介形式，对科技知识进行全方位的展示和讲解。
通过多媒体设备，如投影仪、LED触摸屏等，科技馆能够呈现更加生动、直观的科技知识展示，让观众沉浸更容易理解和接受科技知识。
与传统的口头讲解相比，多媒体讲解模式更具吸引力和趣味性，能够更好地吸引观众的注意力，提高科普知识的传播效果。
科技馆讲解模式的创新主要体现在提高观众参与度和互动性上。
通过引入互动式、多媒体和沉浸式等讲解模式，科技馆能够更好地激发观众的学习兴趣，提高科普知识传播的效果。
尽管这些创新讲解模式在提高科普知识传播效果上有一定的作用，但也面临着一些挑战和问题。
仿生材料在环保技术中的应用前景
仿生材料在环保技术中的应用前景关键信息项：1、仿生材料的定义与分类2、环保技术的范畴与需求3、仿生材料在环保技术中的具体应用领域4、应用案例与效果评估5、面临的挑战与限制6、未来发展趋势与展望7、合作与推广模式11 引言随着环保意识的不断提高和环境问题的日益严峻，寻找创新且有效的环保技术成为当务之急。
仿生材料作为一种新兴的研究领域，具有巨大的潜力为环保技术带来突破性的进展。
111 仿生材料的定义仿生材料是指受生物启发或模拟生物结构、功能而设计和制备的材料。
112 仿生材料的分类包括但不限于结构仿生材料（模仿生物组织结构）、功能仿生材料（模拟生物功能特性）和智能仿生材料（具有感知、响应和自适应能力）。
12 环保技术的范畴与需求121 环保技术的范畴涵盖水污染治理、大气污染控制、固体废弃物处理与回收利用、可再生能源开发等多个领域。
122 环保技术的需求高效、低成本、可持续、环境友好等。
13 仿生材料在环保技术中的具体应用领域131 水污染治理仿生膜材料用于高效过滤和分离污染物；仿生吸附材料对重金属离子和有机污染物的吸附去除。
132 大气污染控制仿生催化材料促进有害气体的转化和分解；仿生自清洁表面减少灰尘和污染物的附着。
133 固体废弃物处理与回收利用仿生降解材料加速废弃物的分解；仿生复合材料提高回收材料的性能。
134 可再生能源开发仿生光伏材料提高太阳能转化效率；仿生储能材料提升电池性能。
14 应用案例与效果评估141 具体案例介绍列举一些成功应用仿生材料的环保项目。
142 效果评估指标如污染物去除率、能源转化效率提升、成本降低程度等。
15 面临的挑战与限制151 技术难题材料制备工艺的复杂性、性能稳定性的保障等。
152 成本因素研发和生产成本较高，限制了大规模应用。
153 法规和标准的缺乏相关法规和标准不完善，影响市场推广。
16 未来发展趋势与展望161 技术创新方向更先进的仿生设计理念和制备技术的发展。
仿生降解材料对环境治理的作用
仿生降解材料对环境治理的作用在现代社会中，生产与消费的快速发展，给环境带来了越来越大的压力和挑战。
大量的塑料制品被大量使用和扔弃，不仅浪费了自然资源，污染了环境，还对生态系统造成了直接或间接的影响。
因此，研发和生产可降解、可循环材料已成为当前环保事业的重要任务，而仿生降解材料的出现，不仅在实现可持续发展上起到至关重要的作用，也在保护自然资源以及保持生态平衡上发挥着巨大的作用。
一、仿生降解材料的定义仿生降解材料是指在自然界中存在的物质、过程、结构等为范本，通过仿造、改进和创新而制成的可降解材料。
与传统的塑料不同，仿生降解材料在自然灭菌作用下能够在短期内分解为自然界可以接受的小分子物质，不会像传统塑料那样长时间地存在于土壤、水体或空气中。
二、仿生降解材料的优势1. 环保仿生降解材料是基于自然界的物质和过程而发展起来的，具有生物可降解性、无毒性、无公害等特点，对环境的影响小。
而传统塑料难以被自然降解，影响生态平衡，使得环境污染日益严重。
2. 节能传统塑料的生产需要耗费大量的能源，而仿生降解材料的生产过程不仅耗费的能源更少，而且生产时间更短，可以更好地节约资源。
3. 可回收仿生降解材料可回收利用，可以在一定程度上解决传统塑料废弃物的处理难题，降低资源浪费，保护自然环境。
三、仿生降解材料的应用前景1. 包装行业目前市场上绝大部分的塑料袋和一次性餐具杂物，都是难以降解的。
而仿生降解材料可以在自然条件下降解，所以在包装和餐具等方面的应用前景广阔，同时减少了塑料在生产、使用和废弃过程中，对环境所造成的危害。
2. 农业和渔业农渔业的产物包装一直是危害环境的问题之一。
而针对这种情况，仿生降解材料可以成为一种潜在的解决方案。
例如，在农业上，仿生降解材料可用于农膜、肥料袋、育苗盘等，而在渔业中可以用于鱼网、海钓设备、浮标等。
3. 建筑行业传统建筑中，各种建筑材料涉及到运输、安装、使用及拆除等多个环节都会对环境造成污染和消耗资源。
生物仿生材料的制备及其应用
生物仿生材料的制备及其应用随着科技飞速发展，生物仿生技术也越来越受到人们的关注，生物仿生材料是其中的重要组成部分。
生物仿生材料是利用生物界中各种生物体的特殊结构、组织和材料特性，模拟其功能和形态，开发出具有更高性能的新材料。
近年来，生物仿生材料的制备和应用取得了显著的进展。
本文将从制备方法和应用角度探讨生物仿生材料的发展现状及前景。
一、生物仿生材料的制备方法1.仿生法仿生法是将仿生材料的形态和功能完全模拟生命体的方法，在制备仿生材料时，通过仿生学原理和方法，将生命体的特殊结构和功能在材料层面上再现。
仿生法包括生物拓扑学、生物空间结构仿真、表面微纳米结构化等技术。
2.生物制备法生物制备法是利用生命体自身的生物反应机制，在其基础上制备仿生材料。
生物制备法主要包括生物矿化、生物聚合、生物结晶等技术。
3.仿形法仿形法是以某种形态为模板，在其基础上制备仿生材料的方法。
仿形法主要包括模板共聚法、模板溶胶法、模板刻蚀法等技术。
二、生物仿生材料的应用领域1.仿生材料在医学领域的应用仿生材料在医用领域具有很大的应用前景。
目前，仿生材料已经被应用于人工关节、仿生骨、仿生肝、仿生皮肤等医疗器械和材料的研发中。
其中，仿生骨作为关注的热点之一，其仿生结构可以提高骨的生物相容性，促进自体骨细胞生长和重建。
2.仿生材料在能源领域的应用能源是一个世界性难题，仿生材料在能源领域的应用也备受瞩目。
近年来，仿生材料在太阳能电池、燃料电池等能源转换系统中的应用增长迅猛。
仿生材料可以借鉴仿生原理，提高传感器、能量存储和转化的效率，拓展新型能源技术的应用前景。
3.仿生材料在环境保护领域的应用仿生材料在环境保护领域也有重要的应用。
其主要应用于以污染物为目标的生物传感器、仿生膜、仿生纳米材料等环境治理领域。
仿生材料具有良好的生物相容性、指示灵敏度高等特点，可以在减少环境损伤和提高治理效率方面发挥重要作用。
结语生物仿生材料的制备与应用有着广阔的前景，未来随着科技的不断发展，仿生技术的应用将越来越广泛，对人类社会的发展有着巨大的促进作用。
仿生材料的应用与发展
仿生材料的应用与发展随着各种新材料的出现，我们的世界已经变得越来越不同。
仿生材料是近些年来出现的一种新型材料，它具有仿生学、材料学、机械学等多个学科的特点，能够实现对自然界各种生物体结构、形态、性能及功能进行模拟和仿制，并在人类生产制造、生物医学、环境保护、军事防卫等领域得到广泛应用。
本文将重点介绍仿生材料的应用和发展。
一、仿生材料的基础仿生材料是一种新型材料，其设计、制造与应用基于对仿生学的研究。
仿生学是一门学科，旨在研究自然界中各种生命体的形态、结构、性能及其演化、发展规律，并从中寻找优秀的灵感和设计方法，以实现人类技术创新。
任何仿生技术都离不开仿生材料，因为仿生材料是仿生技术的核心。
仿生材料的设计过程通常包括以下几个环节：根据仿生学原理确定仿生目标和要求；分析目标生物的结构特点、功能和性能需求；模拟目标生物的材料特性和制备过程；制备仿生材料，并经过测试和优化。
二、仿生材料的应用1. 生物医学仿生材料已经在生物医学领域得到广泛应用。
医学仿生材料是指以仿生原则为基础，利用生物材料、生物化学、细胞生物学、微纳制造等技术，开发出具有特定生物活性、结构和性能的材料。
常见的仿生材料包括人工骨、心脏瓣膜、血管支架等。
这些材料不仅能够替代人体受损组织，而且具有优异的生物相容性和生物力学特性。
2. 环境保护仿生材料在环境保护领域也有很好的应用。
借鉴自然界的各类生物体的千变万化的结构、形态和特性，如蜻蜓的翅膀、水生植物的叶片、河流中的钟状虫等，研制出的仿生材料，不仅可以增加新型环保材料的使用范围，还可以减轻材料的污染、降低能源消耗，达到可持续发展的目的。
3. 人工智能仿生材料的应用也涉及人工智能领域。
各种生物体在自然界中的生存和繁衍过程中处处运用了颇具智能的机制。
仿生材料可以对这些机制进行拆分研究，并将其应用于人工智能系统中。
当前，仿生智能领域的著名应用包括仿生机器人、仿生控制系统、仿生信息处理等。
三、仿生材料的未来发展仿生材料的应用前景不可限量。
纳米仿生材料在新材料研发中的应用前景
纳米仿生材料在新材料研发中的应用前景简介:随着科学技术的不断进步，新材料的研发和应用成为推动社会发展的重要力量。
纳米仿生材料作为一种结合仿生学和纳米技术的新型材料，具有独特的性能和应用前景。
本文将探讨纳米仿生材料在新材料研发中的应用前景，包括医学、能源和环境等领域的潜在应用。
一、纳米仿生材料在医学领域的应用前景纳米仿生材料在医学领域有着广泛的应用前景。
首先，纳米仿生材料可以用于靶向药物传递。
由于其纳米尺度的特点，纳米仿生材料可以通过渗透或附着的方式进入组织或细胞，并将药物准确地送达目标部位，提高治疗效果的同时减少副作用。
其次，纳米仿生材料还可以用于组织修复和再生。
通过仿生学的设计原理，将纳米材料与生物材料相结合，可以提供合适的支架和生物因子，促进组织的再生和修复过程。
此外，纳米仿生材料还可以用于体外诊断和治疗，通过纳米材料的功能化表面，实现对细胞或分子的高灵敏度检测和干预。
二、纳米仿生材料在能源领域的应用前景纳米仿生材料在能源领域具有广阔的应用前景。
首先，纳米仿生材料可以应用于太阳能电池。
通过仿生学的设计原理，可以模拟自然光合作用的过程，设计出高效的光合色素和能量转换系统，提高太阳能电池的能量转化效率。
其次，纳米仿生材料还可以应用于燃料电池。
通过对生物体内的能量传输和电子传导机制的仿真，可以设计出高效的离子传输和电子传导材料，改进燃料电池的性能和稳定性。
此外，纳米仿生材料还可以应用于储能材料的研发，通过纳米结构的设计和优化，提高电池的储能密度和循环寿命。
三、纳米仿生材料在环境领域的应用前景纳米仿生材料在环境领域有着重要的应用前景。
首先，纳米仿生材料可以应用于水处理。
通过仿生学的原理，可以设计出高效的过滤材料和吸附剂，用于去除水中的有机污染物、重金属离子和微生物等。
其次，纳米仿生材料还可以应用于空气净化。
通过模拟植物的光合作用原理，设计出光催化材料，可以在常温下有效地分解空气中的有机污染物和有害气体。
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仿生材料在环境保护中的应用现状与前景摘要：仿生材料是材料学科的一个新的研究领域，本文介绍了环境材料的研究现状，指出环境材料的合理应用在环境保护中发挥的重要作用，并从仿生材料科学与工程以及净化环境的观点介绍了仿生材料材料的主要研究研究现状及其环境保护中的应用现状与前景，并展现与生态环境协调的材料和系统的构思。
关键词：仿生材料、环境材料、环境保护前言：材料是直接或间接利用自然资源来制造成有用物件的物质[1],是人类社会文明进步的物质基础和先导，材料科学家把材料科学与工程定义为关于材料的组成、结构、制备工艺与其性能及使用过程间相互关系的知识开发及应用的科学[2]。
长期以来，材料的生产—使用—废弃过程，可以说是一个提取资源，再大量地将废弃物排回到环境之中的恶性循环过程。
在这一过程中，人们在材料设计时很少注意到自然资源和生态环境对此恶性循环的承受能力。
基于此，曾汉民提出了促进可持续发展的材料设计与自然资源密切关系的模式[3]，它充分反映出材料的设计、应用与环境、资源的和谐、协调。
他认为化学组成、物理结构是材料的2个基本要素，决定了材料的性质、使用性能和制备工艺。
同时，这些因素与环境及资源都紧密相关且相互作用。
所谓生态材料(eeomaterials)系指从生态学角度构思与环境协调的材料。
随着社会的发展，资源消耗急速增加，大量废弃物及有害物的排出，使周围环境、地球环境日益恶化。
21世纪世界人口将突破100亿，为了解决资源和环境的协调问题，必定要在材料科学与工程学科的发展中反映环境意识[4]。
在环境材料中有一类是仿生材料，它指模仿生物的各种特点或特性而开发的材料。
我们在现实生活中接触过许多动物与植物，他们都属于生物的范畴。
在地球上所有生物都是由理想的无机或有机材料通过组合而形成，例如能够跳动80年都不停止的人类心脏，几乎不发热量的冷血昆虫。
从材料化学的观点来看，仅仅利用极少的几种高分子材料所制造的从细胞到纤维直至各种器官能够发挥如此多种多样的功能，简直不可思议。
因此，仿生材料学的研究内容就是以阐明生物体的材料构造与形成过程为目标，用生物材料的观点来思考人工材料，从生物功能的角度来考虑材料的设计与制作[5]。
但是迄今为止该学科未开拓的领域和未解决的问题非常之多，可以认为仿生材料学的学科体系还没有完全形成。
1、生态材料的仿生领域1.1仿自然材料自然界中的物质和生物经数亿年以上的进化，迄今已具有最适宜的结构。
由生态材料的观点考虑，这些生物消耗适度物质和能量而生存，能适应环境，当其主要功能丧失后，转变为夭然存在的材料。
如树苗吸收太阳的能量、水分、CO及土壤中的养分成长为树木。
2树木死亡后细胞木质化、心材化便得到可再生的资源，其材料化过程耗能430kWh/t，要比炼铝的17000Wh/t和炼钢的2700Wh/t小得多，而且废木料燃烧时放出的热能可再利用，在自然界中废木料经细菌作用可再循环。
木材和人们关系密切，因它具有高绝热性、容积比热大可调节室内气温；它的近表面的微粒子状物质的扩散反射，能很好地吸收紫外线，反射率低适应人眼的视觉；此外它为多孔性结构，含有水分和空气，而内部的空气层有吸音和隔音性能。
又如日常接触的土壤具有许多优异的功能。
土壤是支撑动、植物活动的结构材料，具有通透空气和水并保持它们存在的功能；土壤中存在荷电物质故有离子交换功能。
天然材料的自然循环特性是显而易见的，如源于岩石的石材复合结构中各种矿物经水合、水解，相应成分溶解使母材解体，而残留于土壤中。
这种天然物质长期的解体、再生的循环可于低负荷下进行。
模仿这种材料的自然循环性，研究与开发了易解体材料。
实际上生物的形状及构成生物的骨和纤维等材料，其结构能很好地适应重力、风和生物本身的运动。
这和材料的微结构、材料组成及结构密切相关。
例如在非洲南部灼热气候中生长的称为Fenstraria的植物，其主体埋于地下，仅叶尖露出地面，此叶端相当于透明的窗，作为吸收光的入口，同时作为有害紫外线的滤光器，光通过叶内部的透明质均匀地在地下的叶壁分配。
具有这种结构的光能变换元件，其单位表面积的变换效率甚高，现正以此为模式设计三维集成化器件。
1.2仿生过程为有效地协调生产物与自然环境之间的生态平衡，人们研究与开发了模仿生物功能的人工过程，兹举例说明。
(1)利用细菌过程。
土壤受重金属污染可用细菌处理，如人们从重金属污染的土壤中分离出镉耐性菌，将其在含50g/m3的培养导报基上培养20h，此菌可存贮27.3mg镉，该量相当于干燥菌体重的53%。
亦有用六价铬耐性菌和水银耐性霉等吸收除去Cr和Hg的报道。
此外利用微生物除去活性污泥中的金属，这可能与微生物所含的多糖、蛋白质、脂质和核酸等的官能基与金属结合有关。
迄今地球上存在的微生物仅很少一部分被利用。
极限环境(高温、强酸性、高碱性、高盐性环境、深海底和地热等)下微生物的检索、采集、培养与利用是很有意义的课题。
(2)生物吸着过程。
生物吸着是指利用生物物质吸着水溶液中的金属离子使其浓缩的过程。
吸着介质可为特定的菌类和藻类，其吸着量可达33-72Omg/g。
此藻类和菌类的细胞壁由蛋白质和多糖类组成，其氨基、羧基、酰胺基和羟基能与金属离子结合，故生物吸着机理是在细胞表面迅速产生离子交换反应，随之进行扩散与还原以及配位反应等。
调节藻类溶液的pH可改变其离子吸附特性。
利用生物物质可开发出经济的金属回收方法，但需进一步研究生物生与死时吸着机理的差异。
1.3仿生科学与工程旨在阐明自然过程的特征，且以人工的合成分子组成反应装置或机械，来模拟自然过程。
以此构思金属的精制和金属化合物的合成过程。
下面介绍以细抱为基本单元的物质传递控制功能，以启迪仿生的思路。
(l)选择性主动传递过程。
物质经细咆膜的传递过程与一般精制和分离过程迥异。
前者是以分子或离电化学位为基础的主动传递现象，对特定分子和离子传递的选择性特别受人注目。
从细胞的分子生物学分析，K+在细咆内的浓度比细胞外的浓度高约20倍，Na+的浓度则相反，这是由于输运体蛋白质腺苷三磷酸酶(ATPase)将Na+向细咆外，而将K+向细胞内主动传递的结果。
为模仿细胞膜的这种选择性的主动传递过程，应设计柔性的物理或化学载体，它可使膜在低浓度侧选择性结合特定离子；而在膜的高浓度侧此离子脱离。
(2)选择性被动传递过程。
细胞膜由于具有离子通道开闭的门功能，它的选择性要比一般分离膜高得多。
因此，仿照生体膜的离子传递体系，可将人工离子通道预埋于脂质体中，进行Co2+的选择传递研究，开发具有开关功能的特定物质传递器件或自动控制物质传递器件。
(3)利用人工微球过程。
自1965年Bangham用磷脂质制成了接近细胞膜的人工脂质双层膜以来：生体膜的物理化学发展甚快。
如研究与开发了微球状封闭的双层脂质体，其大小可调节(由直径25nm的微脂质体到数μm大小的红血球)。
此外，模仿生体膜又制成直径μm级的微囊，其内部的芯物质和外部环境隔离成微小容器。
此芯物质微粒子分散在连续介质中，由界面聚合法成膜，膜厚可在nm到μm范围调节。
上述脂质体和微囊类具有物质传递控制功能。
(4)利用膜动传递过程。
细胞独特的物质传递是很有意义的现象。
细胞内外的蛋白质、多糖等巨大分子通过细胞膜的变形、粘连、融合和分离可在细胞内外出入，即细胞的内摄作用和细胞排粒作用。
仿照细胞膜动态传递过程虽有困难，但可启发人们构思选择效率高的浓缩装置[3]。
2、仿生材料在环境中的应用2．1人造生物纤维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[6]。
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。
2．2抗污染表面图层材料“荷叶效应”和“非光滑表面理论”的同时发现和相继发展，展示了国内外学者在仿生学研究中的竞争和挑战。
1971-1990年，Bonn大学植物学家Borthlott等[7]发现荷叶表面的乳状突起构型，研究其抗污染的自清洁效应，并将模仿荷叶所制备的纳米表面涂层材料应用于汽车制造工业和建筑工程（图1）。
吉林大学任露泉等人20世纪80年代起开始研究蜣螂、蚯蚓、蝼蛄等所谓土壤动物体表不被粘附的问题。
生物界存在着光滑和非光滑两种界面。
传统上认为，界面越光滑，阻力越小，越不被粘附。
任露泉等[8]发现，在一定的条件下，生物体的一定的非光滑表面具有减粘、脱附、降阻和耐磨效应。
他们开发出仿生犁壁、推土板和不粘锅等系列的减粘脱附仿生产品（图2）。
图1荷叶表面的乳状突起和污染的自清洁效应（仿Barthlott等，1997）.左：荷叶表面排污现象；中：荷叶表面的乳状突起；右：仿荷叶涂料的自清洁效应，其中左侧为普通涂料，右侧为仿荷叶涂料（4年后）2．3仿生材料对水体中POPs的富集POPs是指持久存在于环境中，通过食物网积聚，并对人类健康及环境造成不利影响的化学物质，具有持久性、生物累积性、长距离大气传输性和毒性。
近几十年来，国内外饮用水源水中发现存在持久性有机污染物[9-11]。
检测到的POPs在水体中浓度很低，甚至在ng/L~pg/L的浓度级[12-13],直接导致了监测和有效去除的困难。
所以开发新型的富集材料来实现有效监测和去除POPs就显得非常重要。
在职业病毒理学和环境毒理学方面，皮肤一般被认为是有毒物质被摄入的通道。
因此皮肤作为一种能够吸收有毒物质的膜受到了关注。
早在1988年，Joy Houk和Richard H.Guy[14]在他们关于皮肤渗透研究模型回顾中详细介绍了1988年以前在仿皮肤渗透膜方面取得的一些研究进展。
Huckins等设计了包含三油酸甘油酯的半透膜采样器(Triolein-SPMDs)应用于环境污染监测[15]，是基于模拟生物、替代生物进行环境监测构思的基础上加以设计的。
低密度聚乙烯薄长带为半渗透膜，三油酸甘油酯涂布于带内，整个结构为“三明治状”层叠式。
大多数的有机污染物分子通过被动扩散的方式进入膜材料并在三油酸甘油酯内得到富集。
疏水性的聚乙烯薄膜表面对水分子的排斥作用导致溶解态的疏水性有机污染物通透能力差，减慢了富集速度。
为此一系列以亲水性的高分子膜内嵌三油酸甘油酯的复合膜得到开发。