生物技術新使命：重塑製造業

         以色列理工學院的一個(ge) 科研團隊的研究人員利用微小的金屬粒子和樹脂製造出了一種新的柔性傳(chuan) 感器。如果科學家們(men) 能夠將附有新型傳(chuan) 感器的人造皮膚運用到義(yi) 肢上，那麽(me) 義(yi) 肢就有可能感覺到周邊的環境的變化。這一研究更為(wei) 重要的意義(yi) 在於(yu) ，希望借此探索出電子材料和生物材料結合的新方法

        在過去幾十年中，得益於(yu) 信息技術的滲透，製造業(ye) 迅猛發展。如今，製造技術與(yu) 生物技術結合的生物製造正新一輪的科技浪潮，其將給製造行業(ye) 帶來新的變革。

生物製造改變生活

        事實上，早在人造皮膚之前，人們(men) 就已經開始進行生物製造方麵的研究和探索，並且取得了一定的成績。比如，在北京奧運會(hui) 上破紀錄地獨攬8枚的遊泳奇才菲爾普斯身披的“鯊魚皮”戰衣，就是製造技術與(yu) 生物技術結合的典型案例。采用纖維模仿鯊魚皮膚結構，能引導周圍的水流，減少水阻力並提高遊進速度3%～7.5%。作為(wei) 鯊魚皮的代表，這款泳裝在奧運會(hui) 上風靡，很多參賽選手選擇身穿鯊魚皮參加比賽。

“21世紀製造業(ye) 挑戰展望委員會(hui) ”主席J．Bollinger博士於(yu) 1998年提出了生物製造的概念。中國學者也於(yu) 2000年提到了生物製造。可見生物製造的概念早已備受關(guan) 注。寬泛的生物製造定義(yi) 為(wei) ：包括仿生製造、生物質和生物體(ti) 製造，涉及生物學和醫學的製造科學和技術均可視為(wei) 生物製造。

那麽(me) ，生物製造在哪些領域有所應用呢？

在近日舉(ju) 行的2013*智能製造技術發展研討會(hui) 上，北京航空航天大學仿生與(yu) 微納生物製造技術研究中心的陳華偉(wei) 副教授介紹說，生物製造主要分四個(ge) 領域，分別是生物加工成型、機械仿生製造、組織器官製造和生物機電係統製造。

如今，產(chan) 業(ye) 界和學術界對上述四個(ge) 領域均有所探索，並將改變傳(chuan) 統製造業(ye) 和人類的生活。

以生物加工成型為(wei) 例。按照業(ye) 界定義(yi) ，生物加工成型指的是直接利用生物原型或生物材料製造出生物形體(ti) 基產(chan) 品，或是利用生物的加工特性，加工成型複雜零件。

與(yu) 傳(chuan) 統的物理和化學加工成型相比，生物加工成型具有成型的優(you) 勢，可用於(yu) 製造功能塗層材料、交通界麵和微創機械界麵。

目前，生物加工成型創造的價(jia) 值已經開始突顯。如每年1700萬(wan) 人死於(yu) 心血管疾病，仿生減阻內(nei) 壁的人工血管則能確保順暢的血液循環，提高器官存活幾率，避免心肌梗塞。。再比如，2008年中國民航消耗航空煤油1175萬(wan) 噸、摩阻為(wei) 40%，而采用生物加工成型的減阻表麵可減少3%的油耗，相當於(yu) 節省勝利油田單月原油產(chan) 量。　

除了生物加工成型，利用生物製造技術，還可以進行組織器官的製造，目前比較熱門的電子皮膚即屬於(yu) 此類。此外，生物製造還可以通過模仿生物材料形態，設計製造出具有生物表麵或是生物結構功能的產(chan) 品。

生物製造還有一個(ge) 重要的方向是生機電一體(ti) 化製造，即模仿生物的結構材料、運行狀態和功能方式，設計製造具有生物特征的產(chan) 品。該製造方式將在很大程度上改變人類的生活。比如，隨著該技術的進步，未來可能會(hui) 產(chan) 生健康監測貼片，可對人體(ti) 循環係統進行實時監測。

如何把握機會(hui)

陳華偉(wei) 副教授對生物製造的前景表現得非常樂(le) 觀。他表示，人類的曆史分別經曆了農(nong) 業(ye) 經濟時代、工業(ye) 經濟時代和信息經濟時代，現在業(ye) 界普遍認為(wei) ，下一個(ge) 時代將是生物經濟時代。所以，生物製造的發展將會(hui) 有非常廣闊的前景。

事實上，生物製造已經得到了多方重視。美國科學基金會(hui) 將生物製造列為(wei) 高新科技的十個(ge) 主要方向之一。而中國2011年發布的《中國機械工程技術路線圖》則將仿生製造列為(wei) 機械工業(ye) 重點發展的六大主題之一。

按照國家《生物產(chan) 業(ye) 發展“十二五”規劃》，到2015年，我國生物製造產(chan) 業(ye) 年產(chan) 值達到7500億(yi) 元。

那麽(me) 麵對如此廣闊的前景，中國又該如何把握機會(hui) 發展生物製造產(chan) 業(ye) 呢？

陳華偉(wei) 認為(wei) ，一方麵，生物製造屬於(yu) 交叉學科，涉及學科範圍很廣。應當創立“生物製造”新學科，加大協同創新和學科交叉力度。另一方麵，加大投入力度，豐(feng) 富生物製造裝備體(ti) 係，拓展產(chan) 品體(ti) 係，以推動生物製造業(ye) 的發展。

生物製造擁有堅實的材料科學、製造技術和生物學基礎，它突破了傳(chuan) 統的製造科學和生命科學間的鴻溝，將製造科學引導至一個(ge) 新的天地。