現(xiàn)代生物技術在無機非金屬材料領域的應用

羅璐

摘要：地球上存在著人類賴以生存的豐富多樣的生物資源，生物資源種類繁多，有效地開發(fā)利用這些生物資源促進現(xiàn)代社會的發(fā)展對現(xiàn)代社會的發(fā)展具有重要意義。現(xiàn)代生物技術是利用生物資源發(fā)展醫(yī)學研究，科學研究等技術。同時，在現(xiàn)代社會飛速發(fā)展的背景下，現(xiàn)代生物技術的應用產(chǎn)生了一種新的生物技術，在許多科學和醫(yī)學領域不斷創(chuàng)新，并在該領域顯示出巨大的應用優(yōu)勢，這也是現(xiàn)代社會可持續(xù)發(fā)展理念中不斷創(chuàng)新開發(fā)新型可持續(xù)材料的主流。本篇文章論述了現(xiàn)代生物技術在無機非金屬材料領域的應用。

關鍵詞：生物技術;無機非金屬材料;應用

引言：

現(xiàn)代生物技術源自上世紀70年代，是研究生物資源、控制生物資源和轉(zhuǎn)化生物資源的一門新興學科?，F(xiàn)代生物技術的出現(xiàn)可以有效地利用生物資源的價值，在生物反應的作用下，實現(xiàn)許多傳統(tǒng)方法難以取得的成果，將現(xiàn)代生物技術應用于無機非金屬材料領域，對促進無機非金屬材料的研究和發(fā)明起到一定的促進作用。

1.應用優(yōu)勢

1.1經(jīng)濟性

無機非金屬材料利用現(xiàn)代生物技術所具有的生物資源和生物特性，經(jīng)過一類列的生產(chǎn)合成相關的技術，將生物技術和無機非金屬所在的領域不斷地拓寬和改變。在無機非金屬材料的加工與改良過程中，所使用的生物原料大多為微生物、植物廢料等，因為這些材料相對來說比較容易獲取，而且材料成本低，許多生物原材料還具有可持續(xù)發(fā)展性，這些都能夠大大降低無機非金屬材料開發(fā)及生產(chǎn)的成本。

1.2節(jié)能性

雖然中國的能源儲備豐富，但人均能源儲量相對較小。能源危機目前是世界上許多國家面臨的一個重要問題。由于生產(chǎn)方法的浪費，它損失了大量的能源，這也對現(xiàn)代社會的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略造成了一定的限制?，F(xiàn)代生物技術主要依賴于環(huán)境中的生物變化所產(chǎn)生的新材料。對于低能耗，現(xiàn)代生物技術在生物原料的加工過程中，不僅降低了加工過程中對外部條件的要求，降低了生物材料的人工成本，降低了能耗。從長遠來看，大規(guī)模生產(chǎn)新材料具有較強的節(jié)能優(yōu)勢。

1.3環(huán)保型

環(huán)境的保護仍然是當今時代的一個重要話題。中國的科學發(fā)展理念提倡自然與人和諧共生，因此新型環(huán)保材料的發(fā)展是順應時代的發(fā)展潮流。現(xiàn)代生物技術本身具有一定的環(huán)境特性，無機非金屬材料的制備一般不會對環(huán)境造成不可逆的污染?，F(xiàn)代生物技術制備的無機非金屬材料大多是可生物降解的。代替?zhèn)鹘y(tǒng)塑料產(chǎn)品，可以有效減少白色廢物的污染危害?，F(xiàn)代生物技術的應用與時代的同步具有環(huán)保的優(yōu)勢。

2.基于現(xiàn)代生物技術開發(fā)的幾種無機非金屬材料

2.1生物混凝土材料

混凝土材料是建筑工程中常用到的建筑材料。傳統(tǒng)的混凝土材料在塑料方面仍有一定的限制，混凝土在使用的過程中如果使用不當很容易導致開裂，混凝土的主要原料水泥也容易對環(huán)境造成粉塵污染，混凝土中的骨料開采源于河道，嚴重的開采也會對河床的自然環(huán)境造成破壞，危害人類的生命安全。利用現(xiàn)代生物技術制備的混凝土材料，在普通的混凝土材料中添加菌群，提高混凝土材料的可塑性，減少混凝土凝膠劑的使用，控制菌群發(fā)酵作用下的粉塵污染程度。同時，微生物菌群處于特殊的環(huán)境條件下，可賦予混凝土材料自我修復功能。通過在混凝土原料中添加乳酸鈣和乳酸桿菌，在日常干燥的環(huán)境中，芽孢桿菌睡覺，對混凝土沒有影響，當混凝土有裂縫時，芽孢菌則開始工作。

2.2稻殼灰水玻璃

利用現(xiàn)代生物技術生產(chǎn)出的稻殼灰水玻璃是以水稻殼經(jīng)過高溫燃燒后產(chǎn)生的稻殼灰為原材料，生產(chǎn)出來的高科技產(chǎn)物。其制造過程大概是：將稻殼灰作為主要加工材料，通過生物技術的加工制造成型的產(chǎn)品被大家稱作水玻璃。水稻是我國主要糧食農(nóng)作物之一，水稻在成熟收獲后經(jīng)過加工處理之后產(chǎn)生的稻殼在日常生活中常常被當做廢物處理，在長時間的發(fā)展過程中，稻殼一直充當著燃料的作用，實際上稻殼還有很多用途有待開發(fā)，但燃燒后的稻殼灰確沒有很好地處理方式。但是隨著人們的環(huán)保意識的加強，逐漸意識到了焚燒稻殼可能會對環(huán)境造成污染，于是也開始了對稻殼灰的研究，使其能勁量發(fā)揮“余熱”。水玻璃的發(fā)明恰到好處的解決了稻殼灰的處理，不僅解決了廢棄物的污染問題，還生產(chǎn)出了能方便人們生活的環(huán)保產(chǎn)品。不僅如此，這樣生產(chǎn)出來的水玻璃具有較強的粘結(jié)性能，耐高溫、抗腐蝕以及抗壓能力都比較突出，可在建筑工農(nóng)業(yè)都能體現(xiàn)出其較高的使用價值。

2.3生物工藝陶瓷材料

我國陶瓷材料的生產(chǎn)在日常生活中被廣泛的應用，隨著技術的不斷發(fā)展和改革，生物技術在各個領域都取得了重大突破，包括陶瓷材料方面也有新的發(fā)現(xiàn)。現(xiàn)代生物技術的應用對陶瓷材料的特性起到了加強促進和其發(fā)展的作用，因此，可以生產(chǎn)出更加現(xiàn)代化的生物技術陶瓷產(chǎn)品。利用現(xiàn)代生物技術發(fā)明的陶瓷產(chǎn)品叫生物鐵氧體陶瓷，這種陶瓷主要是利用具有磁性的原材料時其均勻的分布在陶瓷產(chǎn)品的表面，使陶瓷表面保持光滑性，從而加強陶瓷的磁性功能。多孔陶瓷目前主要應用在醫(yī)學方面。在醫(yī)學研究和應用中，多孔陶瓷單位質(zhì)量表面積大，細菌不易侵入，酸堿環(huán)境好，耐高溫，強度高，可為我國的醫(yī)學發(fā)展做出巨大的貢獻。

2.4高性能碳化硅材料

現(xiàn)代生物技術還能夠?qū)U棄物稻殼灰加工成具有高性能的化硅材料，加工過程主要為不斷加熱，利用超高溫時使其碳化，將稻殼中的纖維素轉(zhuǎn)化成不定性碳化物，同時使其與稻殼燃燒后產(chǎn)生的二氧化桂反應，制造出純度高，且具有良好性能的碳化硅材料。但是在這之前，可使用的碳化硅生成方法是將硅石作為原材料，通過煤氣燃燒的化學還原反應生成碳化硅。這樣做不僅成本高，煤氣的燃燒還會對環(huán)境造成極大地污染。隨著科學技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)代生物技術可以完美的解決這種問題，在現(xiàn)代生物技術的幫助下，高性能碳化硅的生產(chǎn)方式發(fā)生了改變，大大提高了生產(chǎn)力?，F(xiàn)代生物工藝所用到的生產(chǎn)材料稻殼成本較低，獲取方式簡單，同時兼具環(huán)保節(jié)能的優(yōu)勢、這樣生產(chǎn)出來的碳化硅材料也具有較高的性能、高性價比的材料可使用在各個領域。

總結(jié)：

現(xiàn)代生物技術的發(fā)展源自于大自然中豐富多彩的自然資源，在人們的日常生活中，有很多具有可持續(xù)發(fā)展的資源，為了讓這些資源不斷地為人們創(chuàng)造價值，人類也需要在發(fā)展的同時兼具大自然的環(huán)保，因為我們都有一個共同的家園，只有綠色發(fā)展，不斷不加強環(huán)保理念，才能實現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展，才能造福子孫后代。借助現(xiàn)代生物技術的創(chuàng)新發(fā)展優(yōu)勢，各行各業(yè)都有了質(zhì)的發(fā)展和進步，同時還為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略做出表率。但是，在現(xiàn)在發(fā)達的生物技術下，為了保護環(huán)境，人們依然不需要不斷努力，研究出更加科學環(huán)保的生物技術的生產(chǎn)方式，不斷地為地球的環(huán)境環(huán)保工作做出貢獻。

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