材料科学家通常采用老式方法（即重排分子和原子的化学方法）在高温、高压的苛刻条件下，进行大量实验来制备新化合物。但在最近几年，他们则采用了完全不同的方法，如利用生物体的精细生物过程制备各种材料。因前，他们对用这种方法制出的材料非常满意。

劳伦斯伯克利实验室先进材料中心和伯克利加利福尼亚大学分子细胞生物系的马克 · 阿尔珀（Mark Alper）说：“这种模仿生物体的方法具有很大的潜力，这个领域的研究相当广泛，很难估计将出现什么样的结果，但成果肯定是硕大的。”

11月27日 ~ 12月2日在波士顿召开的题为“用生物方法合成材料”的专题讨论会也说明了这一点。与会者一致认为大自然对科学家构思新材料、制备新材料有着很大的启发和帮助。

亚利桑那大学亚利桑那材料实验室保罗 · 卡尔弗特（Paul Calvert）说，研究人员希望能模仿甚至改进自然材料的某些有用性能，如：丝，牙齿的珐琅质，甲壳用来粘其自身于船底的粘性蛋白质。然而，生物体有些合成材料的方法，科学家是模仿不到的，如：丝是一种不溶性聚合物，而茧却能在室温下以液体形式制造出并绕成牢固的长丝。卡尔弗特说，材料研究者们很想弄清楚蚕吐丝的机理。

材料研究者们不仅想学会自然物怎样重排分子，而且还希望能通过诱导生物体去为他们工作。遗传工程起瓮菌可以用来生产很多材料，现在一些药物就采用这种方法制备的。在这次专题会上，一些科学家提出了一些方法，就是将有机分子和无机材料结合起来，使该体系具有独特的性能。

先进材料中心和伯克利加利福尼亚大学的马克 · 贝德纳尔斯基（Mark Bednarski）对一种在硅表面涂有机分子的生物传感器充满信心。这种生物传感器是将长分子的一端和硅相连，另一端和各种有机物质键连。用这种方法制出的有机表面，能有选择性地捕捉接触它的某种细菌。所以，借助有关电子学，对不同有机和无机组合体，可以做成能感应不同细菌、病毒、甚至药物的各种探测器。

在这次专题会上，一些研究者还谈到用合成基因去制备结构和性能均不同于已发现的天然蛋白质。圣迭戈蛋白质聚合物技术有限公司的约瑟夫 · 卡佩洛（Joseph Cappello）介绍了用转变成细菌的人造基因制备丝状蛋白质聚合物。其目的是使合成聚合物具有一些丝的属性（如强度、抗化学性等）。该公司希望能通过合成基因精确控制聚合物的结构和特性，这一点蚕是做不到的。

英国巴思大学的斯蒂芬 · 曼（Stephen Mann）成功地用有机分子薄膜诱导并控制晶体的生长。滴一滴表面活性剂到碳酸钙过饱和溶液中，表面活性剂立即扩散到溶液上面薄的单分子层上。这层薄膜就作为沿着溶液表面形成碳酸钙晶体片的基底。在这层单分子薄膜控制下，晶体片具有统一的大小并以相同方向排列。曼自豪地说：“平面薄膜作晶体生长基底还是首次。”最后，他认为应该能够制备出各种晶体，如电晶体、压电晶体及磁晶体。如果能设计出不同的有机表面，就能控制晶体的物理和化学特性。

伯明翰亚拉巴马大学的丹 · 厄里（Dan Urry）发明了一种能对不同化学条件发生收缩或放松的肌纤维。他研究的聚合物的每个链环都由五种氨基酸以缬氨酸 - 脯氨酸 - 甘氨酸 – 缬氨酸 · 甘氨酸次序排列，重复排列就产生了如同自然界中易弯曲的弹性蛋白质。当温度超过30 ℃时收缩；温度低于30℃时放松。对聚合物作稍稍变动，则产生另一种新材料，能对环境溶液pH的变化作收缩或放松的响应。他说，这种具有化学活性的“肌肉”在工业上会有很多用途，并且由于其弹性、无毒、能生物降解等特性，而用作韧带、血管等组织的天然医用植入物。

达勒姆新汉普郡大学的理查德 · 布莱克默（Richard Blakemore）研究一种能将周围环境中的铁聚集起来成氧化铁粒子的磁菌。他注意到日本一些公司已经公布了几篇关于用细菌产生磁粒子的专利。

阿尔珀说他惊奇地发现：“有关这方面的工作，正在大量进行，进展非常顺利，其基础又是如此广泛，”他补充说，再过五年“用生物方法制造的材料将大幅度增加。”这种生物材料的最终用途目前还无法完全估计出。生物方法为制造材料提供了一套全新的方法，研究者们正在探索如何去应用这些生物方法。

[Science，1989年12月15日］