現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，有效地開發利用這些生物資源促進現代社會的發展對現代社會的發展具有重要意義。現代生物技術是利用生物資源發展醫學研究，科學研究等技術。同時，在現代社會飛速發展的背景下，現代生物技術的應用產生了一種新的生物技術，在許多科學和醫學領域不斷創新，并在該領域顯示出巨大的應用優勢，這也是現代社會可持續發展理念中不斷創新開發新型可持續材料的主流。本篇文章論述了現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、控制生物資源和轉化生物資源的一門新興學科。現代生物技術的出現可以有效地利用生物資源的價值，在生物反應的作用下，實現許多傳統方法難以取得的成果，將現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明起到一定的促進作用。

1.應用優勢

1.1經濟性

無機非金屬材料利用現代生物技術所具有的生物資源和生物特性，經過一類列的生產合成相關的技術，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發展性，這些都能夠大大降低無機非金屬材料開發及生產的成本。

1.2節能性

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。由于生產方法的浪費，它損失了大量的能源，這也對現代社會的可持續發展戰略造成了一定的限制。現代生物技術主要依賴于環境中的生物變化所產生的新材料。對于低能耗，現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，大規模生產新材料具有較強的節能優勢。

1.3環保型

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

2.基于現代生物技術開發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境造成破壞，危害人類的生命安全。利用現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，控制菌群發酵作用下的粉塵污染程度。同時，微生物菌群處于特殊的環境條件下，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

利用現代生物技術生產出的稻殼灰水玻璃是以水稻殼經過高溫燃燒后產生的稻殼灰為原材料，生產出來的高科技產物。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品被大家稱作水玻璃。水稻是我國主要糧食農作物之一，水稻在成熟收獲后經過加工處理之后產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，但燃燒后的稻殼灰確沒有很好地處理方式。但是隨著人們的環保意識的加強，逐漸意識到了焚燒稻殼可能會對環境造成污染，于是也開始了對稻殼灰的研究，使其能勁量發揮“余熱”。水玻璃的發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，還生產出了能方便人們生活的環保產品。不僅如此，這樣生產出來的水玻璃具有較強的粘結性能，耐高溫、抗腐蝕以及抗壓能力都比較突出，可在建筑工農業都能體現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在日常生活中被廣泛的應用，隨著技術的不斷發展和改革，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現。現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展的作用，因此，可以生產出更加現代化的生物技術陶瓷產品。利用現代生物技術發明的陶瓷產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學方面。在醫學研究和應用中，多孔陶瓷單位質量表面積大，細菌不易侵入，酸堿環境好，耐高溫，強度高，可為我國的醫學發展做出巨大的貢獻。

2.4高性能碳化硅材料

現代生物技術還能夠將廢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化成不定性碳化物，同時使其與稻殼燃燒后產生的二氧化桂反應，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境造成極大地污染。隨著科學技術的不斷發展，現代生物技術可以完美的解決這種問題，在現代生物技術的幫助下，高性能碳化硅的生產方式發生了改變，大大提高了生產力。現代生物工藝所用到的生產材料稻殼成本較低，獲取方式簡單，同時兼具環保節能的優勢、這樣生產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：

現代生物技術的發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，有很多具有可持續發展的資源，為了讓這些資源不斷地為人們創造價值，人類也需要在發展的同時兼具大自然的環保，因為我們都有一個共同的家園，只有綠色發展，不斷不加強環保理念，才能實現資源的可持續發展，才能造福子孫后代。借助現代生物技術的創新發展優勢，各行各業都有了質的發展和進步，同時還為可持續發展戰略做出表率。但是，在現在發達的生物技術下，為了保護環境，人們依然不需要不斷努力，研究出更加科學環保的生物技術的生產方式，不斷地為地球的環境環保工作做出貢獻。

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