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  在過去的二十年間，為了減少碳足跡和人類對(duì)化石燃料的依賴，生物基聚合物的研究快速增長(zhǎng)。生物基彈性體因其獨(dú)特的粘彈性和柔軟性而備受關(guān)注。與傳統(tǒng)石化聚合物相比，生物基彈性體具有兩大顯著優(yōu)勢(shì)：可持續(xù)性和獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)。生物基彈性體獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)賦予材料優(yōu)異的生物活性、生物相容性和生物降解性等，這些特性在生物醫(yī)用材料設(shè)計(jì)中極具優(yōu)勢(shì)。目前，全球科學(xué)研究者積極投身于生物基彈性體的開發(fā)并應(yīng)用于生物醫(yī)用領(lǐng)域，推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的持續(xù)突破與創(chuàng)新。

圖1 生物基彈性體：分子設(shè)計(jì)、性能和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

1. 生物基彈性體的分子設(shè)計(jì)及性能

  目前，常用的生物基彈性體主要分為兩大類：一類是通過動(dòng)植物中提取的生物小分子（如二胺、二酸和二醇等）經(jīng)聚合反應(yīng)制備的生物基彈性體；另一類是通過從動(dòng)植物中分離的生物基聚合物，利用接枝、改性或復(fù)合等策略制備生物基彈性體。在前者中，以聚酯、聚氨酯和聚酰胺為代表，通過優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)和改進(jìn)合成策略，顯著提升了其機(jī)械力學(xué)性能、生物相容性及可降解性，以滿足多樣化應(yīng)用場(chǎng)景的需求。在后者中，選取纖維素、木質(zhì)素、蠶絲和DNA作為典型代表。 

2. 生物基彈性體的性能優(yōu)勢(shì)

圖2 生物基彈性體的性能優(yōu)勢(shì)

3. 生物基彈性體的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

圖3 用于傳感器的生物基彈性體

4. 總結(jié)與展望

作者簡(jiǎn)介

劉慶生，北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，主要從事生物醫(yī)用高分子、生物醫(yī)學(xué)工程與器件設(shè)計(jì)、細(xì)胞遞送與細(xì)胞治療等研究工作。以第一作者和通訊作者在Chemical Reviews、Advanced Materials、Nature Communications、Biomaterials Small、Advanced functional materials等國(guó)際期刊發(fā)表多篇SCI文章。 

王潤(rùn)國(guó)，北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，教育部彈性體材料節(jié)能與資源化工程中心副主任，先進(jìn)彈性體材料研究中心副主任，主要從事可持續(xù)彈性體材料方向的研究，已在Advanced Materials, Advanced Functional Materials，Macromolecules等期刊發(fā)表SCI論文60余篇，授權(quán)發(fā)明專利30余項(xiàng)，擔(dān)任中國(guó)合成橡膠協(xié)會(huì)專家委員會(huì)委員，全國(guó)橡膠與橡膠制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員，期刊《橡膠工業(yè)》編委，期刊Advanced Nanocomposites、Resources Chemicals and Materials青年編委，獲得美團(tuán)青山獎(jiǎng)。

王朝，華南理工大學(xué)，材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，前沿彈性體研究院，從事生物基可降解橡膠合成及產(chǎn)業(yè)化。擔(dān)任《SusMat》期刊青年編委，《Resources Chemicals and Materials》期刊青年編委，《橡膠科技》期刊編委。發(fā)表SCI論文60篇，他引2800次，以第一發(fā)明人身份申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利35項(xiàng)，授權(quán)專利19項(xiàng)。

張立群，中國(guó)工程院院士，現(xiàn)任西安交通大學(xué)校長(zhǎng)，兼任中國(guó)化工學(xué)會(huì)第41屆理事會(huì)副理事長(zhǎng)。主要從事橡膠材料科學(xué)與工程、聚合物納米復(fù)合材料、生物基高分子材料與聚合物加工工程方面的研究。以第一完成人獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。此外，還獲得美國(guó)化學(xué)會(huì)橡膠分會(huì)Sparks-Thomas Award、國(guó)際聚合物加工學(xué)會(huì)Morand Lambla Award、國(guó)際橡膠會(huì)議組織獎(jiǎng)?wù)拢?/span>IRCO Medal）以及英國(guó)材料、礦物和礦業(yè)學(xué)會(huì)Colwyn 獎(jiǎng)?wù)碌葒?guó)際榮譽(yù)。

  論文信息：Qingsheng Liu, Pengfei Lou, Zhentao Sun, Daochang Li, Haijun Ji, Zhengzhuo Xu, Lei Li, Jiajia Xue, Runguo Wang, Zhao Wang, Liqun Zhang. Bio-Based Elastomers: Design, Properties, and Biomedical Applications, Advanced Materials, 2025, 2417193.

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202417193

  張立群院士/北京化工大學(xué)劉慶生教授誠(chéng)聘博士后及事業(yè)編制副教授-高分子材料、生物醫(yī)用材料、化學(xué)等方向，郵箱：liuqs@buct.edu.cn；張立群院士/華南理工大學(xué)王朝教授課題組誠(chéng)聘高分子材料合成及加工方向博士后，郵箱：wangzhaocl@scut.edu.cn。