生物材料的特点和用途？

1.生物质材料的定义

生物质材料是指由动物、植物及微生物等生命体衍生得到的材料，主要由有机高分子物质组成，在化学成分上生物质主要由碳、氢、氧三种元素组成。由于是动物、植物及微生物等生命体衍生得到，未经化学修饰的生物质材料容易被自然界微生物降解为水、二氧化碳和其他小分子，其产物能再次进入自然循环，因此生物质材料具备可再生和可生物降解的重要特征。

常见的生物质材料有木材、秸秆、竹材、淀粉、树皮、纤维素、木质素、半纤维素、蛋白质、甲壳素等。

生物质材料都含有碳、氢、氧三种元素，部分生物质材料还可能含有氮、硫、钠等元素。

生物质材料的种类多、分布广、储量丰富。

生物质材料与合成高分子材料相比，都具有较好的生物降解性，绝大部分生物质材料在自然环境中很快被微生物完全降解为水、二氧化碳和其他小分子。

生物质材料能够再生。

生物质材料能够进行与功能基相关的聚合物化学反应。

水分对生物质材料的性能影响明显。

生物质材料通常是多组分伴生。

生物质材料的结构和性能变异大。

生物质材料提取、加工和利用相对困难。

4.生物质材料的应用

生物质材料已得到广泛的应用。像合成高分子材料一样，生物质材料可以制成塑料、纤维、涂料、粘结剂、功能材料和复合材料等，应用在生产生活的各个领域中。生物质材料的利用方法主要有如下四个方面：

直接利用。通过物理或机械加工，直接将生物质材料制成各种产品，如将棉花纺线，再制成布匹、纱布等；将木材制成各种实木家具、饰品等。

改性利用。基于生物质材料所含的功能基，通过聚合物化学反应，制备出化学结构和性能与反应前不同的材料，这是生物质材料应用的主要方法。主要的聚合物化学反应有衍生化、接枝、交联等。

复合或共混。将一种生物质材料与另一种生物质材料或者合成高分子材料通过复合或共混的方法，制备具有更好品质的新材料，如将淀粉添加到聚乙烯中，制成淀粉共混型聚乙烯农用薄膜，使之具有一定的生物降解性；将木质素在偶联剂存在下与聚乙烯复合，制得的木质素-聚乙烯复合材料不仅成本降低，还能提高力学强度和热稳定性。

转化利用。在热、催化剂存在下，将生物质材料转化成分子量较小的化工原料，如将木材、木质素、单宁、淀粉、树皮等在苯酚或聚乙二醇存在下液化，转变为活性基团更多、分子量小的产物。这些产物可被用作制备塑料、泡沫、胶黏剂等高分子材料。此外，通过裂解或发酵，将生物质转化为燃油、燃气、乙醇等能源材料也是生物质材料的一种转化利用方法。

生物基新材料有哪些？

生物基材料包括生物基平台化合物、生物塑料、功能糖产品、木塑复合材料等，它具有传统高分子材料不具备的绿色、环境友好、原料可再生以及可生物降解的特性。

其制品既包括日常生活中经常能见到的生活用品，如包装材料、一次性日用品等。

根据我国生物质资源特点和技术潜在优势，可以将燃料乙醇、生物柴油、生物塑料，以及沼气发电和固化成型燃烧作为主产品。如能利用全国每年50%的作物秸秆、40%的畜禽粪便、30%的林业废弃物，以及开发5%、约550万公顷边际性土地种植能源植物，同时建设约1000个生物质转化工厂，其生产能力可相当于年产石油5000万吨，相当于一个大庆（年产石油4800万吨）。

生物基材料需要解决的重大技术问题

克服木质纤维素分子对生物转化的抗性，将大分子多糖降解为可发酵糖；通过微生物代谢工程和基因工程研究，由可发酵糖进行生物转化；简捷、高效的下游过程技术产物分离。

其中，将大分子多糖降解为可生物利用的还原糖是最大的技术屏障。尽管我国生物质技术整体水平较低，但恰恰在以上有关植物生物质生物利用关键技术难题方面有独到的技术优势。

上述方面的技术突破，将使我国有望率先较经济地生产燃料乙醇，降低聚乳酸前体乳酸的生产成本，使生态塑料聚乳酸树脂具备与石油基塑料竞争的经济性。

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