试谈高分子材料研究新进展.doc

高分子材料研究新进展目前，世界上有机高分子材料的研究正在不断地加强和深入。一方面，对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广，使它们的性能不断提高，应用范围不断扩大。例如，塑料一般作为绝缘材料被广泛使用，但是近年来，为满足电子工业需求又研制出具有优良导电性能的导电塑料。导电塑料已用于制造电池等，并可望在工业上获得更广泛的应用。另一方面，与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强，并且取得了一定的进展，如仿生高分子材料、高分子智能材料等。这类高分子材料在宇航、建筑、机器人、仿生和医药领域已显示出潜在的应用前景。总之，有机高分子材料的应用范围正在逐渐扩展，高分子材料必将对人们的生产和生活产生越来越大的影响。20世纪以来，高分子材料伴随着石化工业的发展取得了极大的进展。近年来，高分子材料的新型发展方向已经逐渐拓展到医用、通讯、光电等方面。同时，高分子材料的快速发展和广泛应用也为高分子材料本身提出了更高的要求。要求高分子材料在基本性能和功能上更加提高，在绿色合成化学、环境友好加工上做出更大的进步，以适应和改善由于工业、能源紧缺及人类生存空间缩小等问题。1高分子材料研究现状与进展聚烯烃材料研究热潮基于热塑性塑料的普遍应用和性能提高以及环保回收的需求；聚合物基纳米复合材料是纳米技术发展的必然产物，是未来最有应用价值的复合材料之一；节能材料和环境友好材料的发展适应了世界能源短缺和可持续发展的要求；生物医用材料在人类发展进步史上正在为提高人类的生命和生活质量做出巨大的贡献；特种工程塑料是适应我国和世界航空航天事业的快速发展应运而生的新领域，并已获得了长足的进展。但是，我们必须正视与发达国家之间的差距，基础研究的投入必须与应用接轨，开发具有自主知识产权的新材料。11导热高分子热材料的研究的新进展随着工业生产和科学技术的发展，传统的导热材料一金，由于其抗腐蚀性能差且导电，在一些特定领域已经受到限制。如在化工生产和废水处理中使用的热交换器，要求所材料既要有较高的导热能力，又要耐化学腐蚀、耐高温；在子电气领域，由于集成技术和微封装技术的发展，电子元器和电子设备向小型化和微型化方向发展，导致有限的体积产生了更多的热量，此时则需要高导热的绝缘材料将所产的热量迅速散失掉。目前，导热高分子材料领域已形成比较完备的分类，导热橡胶、导热塑料、导热胶黏剂都有了长足的发展。在塑料工业中，导热塑料可以替代金属材料用在换热和采暖工程中需要传热性能好且耐腐蚀的环境中。如换热器、导热管、太阳能热水器等。此外，在电子电气工程领域，其还可以制作高性能的导热电路板。在橡胶工业中，导热橡胶的研究主要集中在硅橡胶、丁腈橡胶为基体的领域内，以丁苯橡胶、天然橡胶、丁基橡胶、SBs等为基体的导热橡胶也有报道。目前，导热橡胶主要用在电子电气领域，用于制造与电子元器件相接触的橡胶制品(导热橡胶可以为电子元器件提供良好的散热，又能起到绝缘和减震功能)。在剂合剂工业中，导热胶黏剂主要用在电子电气领域作为黏接和封装材料使用。高分子基体材料中基本上没有热传递所需要的均一致密的有序晶体结构或载荷子，导热性能相对较差。为了提高其导热性，可以通过两种途径来解决：一是制备结构型导热高分子材料，二是通过向基体材料中添加导热填料的方法来制备添加型导热高分子材料。由于高分子材料大都是热和电的不良导体，要想制备结构型导热高分子材料绝非易事；相反，添加型导热高分子材料，由于采用向基体中添加导热填料的方法来制备，相对结构型导热高分子材料来讲，其加工工艺简单，成本相对较低，所以导致目前导热高分子材料的研究主要集中在添加型导热高分子材料的研究上。11导热塑料11绝缘导热塑料由于树脂基体本身大都是绝缘的，因此，塑料的绝缘性能很大程度上与填料的电绝缘性能有关。绝缘导热塑料常用填料主要为金属氧化物、金属氮化物以及B4G等。xu Y s等【1 J研究了A1N粉末及晶须填充的环氧、聚偏氟乙烯(PvDF)复合塑料导热性能，发现7脚粒子和晶须以25l质量比混合，总体积为60时，PVDF热导率达115 W(mK)；只用尺寸为115脚的A1N粒子时材料的热导率最大。用硅烷偶联剂处理粒子表面，因粒子、环氧界面改善减少了热阻，则环氧热导率可达115彤(mK，提高了97。但是，A1N加入降低了材料拉伸强度、模量及韧性，在水中浸泡后发生降解。Yu S z等【2研究了A1N聚苯乙烯(Ps)体系导热性能，将A1N分散到Ps中。环绕、包围Ps粒子，发现Ps粒子大小影响材料热导率，2 n硼的Ps粒子比O15栅粒子体系热导率高，因粒子尺寸愈小，等量P!；需更多A1N粒子对其形成包裹，从而形成导热通道。AIN加入显著提高PS热导率，含20A1N且Ps粒子为2删时体系的热导率为纯Ps的5倍12导热橡胶导热橡胶一般分为结构型导热橡胶和填充型导热橡胶，目前，导热橡胶的研究和报道以填充型导热橡胶为主，结构型导热橡胶还鲜有报道。导热橡胶目前主要用在航空、航天、电子电气等领域。朱毅将预处理过的铜粉(抗氧化、抗团簇处理)加入到硅橡胶中制得高性能片状热接口材料，该材料的热导率达到1617 W(mk)，拉伸强度达到34胁，可以很好的满足计算机和电源供应等市场的电子应用需求。潘大海等【14】以氮化硅作为导热填料，粒径控制在520呷，用量为150250份，制得导热性优异、物理性能及加工性能良好的绝缘mv硅橡胶。潘大海15等后来以D，叫二羟基封端聚二甲基硅氧烷为基胶，刚玉粉为导热填料，制备了填充型mv导热硅橡胶。结果表明：不同粒径刚玉粉并用可以提高RTy硅橡胶的导热性能，降低基料黏度，改善工艺性能；当大粒径与小粒径刚玉粉(刚玉粉表面经硅烷偶联剂预处理，总量以200份为宜)的质量比为l3或35时，所得RTv导热硅橡胶的综合性能较好。21聚烯烃材料的研究的新进展1975年，热塑性高分子材料已在世界上普遍使用，其中通用塑料占市场的86。统计结果显示，到1995年，通用塑料仍能占有市场的88，2005年占85。通用塑料的稳定市场占有率，究其原因，方面是低廉价格的影响，另一方面是通用塑料性能的提高。1995年后，很多通用塑料尤其是聚烯烃树脂通过合金化，大多数可以在性能上与传统的工程塑料竞争，同时发展起来的原位共聚釜内合金技术，可以提供性能更先进的聚烯烃产品，加上近年来环境保护对塑料回收的要求，更使得聚烯烃科技及工艺成为全世界都关注的一件大事。211聚烯烃后加工在传统材料依然占据绝对优势地位的今天，聚烯烃材料的后加工对于材料的最终性能起着决定性作用。目前国内国际的传统聚烯烃材料产能很高，年产量在几千万吨，在原材料如此丰富的基础上，加大科技投入，重点研究聚烯烃的后加工工艺和加工过程中材料的结构与性能，具有重要意义，是指导聚烯烃类工程塑料应用和发展的重要方向。同时，高附加值的先进聚烯烃材料的研究与开发具有更加重要的意义。具有高强抗冲击力、极好的抗刮伤性、与优良的油漆结合性、低热膨胀系数、优越加工性能、可回收等优点的品牌依然具有无可比拟的市场潜力。现阶段正值我国石油石化企业规模转型期，以往的聚烯烃材料生产企业，其生产线的生产能力原来普遍为每年四五万吨至每年十万吨左右，转型后企业的生产能力可普遍达到每年二三十万吨至每年五十万吨左右。这为我国聚烯烃的后加工和高附加值的聚烯烃材料的研究开发提供了良好的契机，可以利用转型后的中小型生产线生产合成带有极性基团和功能团的聚烯烃材料，作为功能纺织品母料或功能性工程塑料母料的生产基地，为某些工程塑料领域和纺织应用的材料产品提供功能母料，研究、开发、生产功能性塑料和功能纺织品。212原位共聚聚烯烃釜内合金根据市场和发展的要求，随着新型催化剂的开发和新的聚合技术的发展，以及人类生存环境对化工产品的限制条件和要求，高性能化和功能化聚烯烃的研究成为热点，原位共聚聚烯烃釜内合金成为最方便和快捷的方法之一。原位共聚聚烯烃釜内合金研究的关键问题在于，各类茂金属及单中心催化剂和非茂单中心催化剂以及多催化剂的催化效率。目前，一些传统上是工程塑料的市场及应用范围正在一步步地被新型聚烯烃合金所取代。第二代聚烯烃的生产能力在2000年已达930万吨年，而且在2000年以后各大石油石化公司仍继续不断有新厂投人生产，并且进一步以技术合作来作为进一步的发展，如陶氏化学和BP公司合作的茂单中心催化剂气相聚合；DSM和埃克森美孚公司合作使用茂金属催化剂的溶液法聚合都为典型的例子。目前国外开发成功的工程塑料级通用树脂有Catalloy，Hivalloy等。22聚合物基纳米复合材料聚合物纳米复合材料被认为是最具有应用前景的纳米复合材料之一，其制备方法是将聚合物通过熔融共混复合方法或原位聚合技术利用25的纳米填料进行改性，即可大幅度改善其热学一力学性能、气体阻隔性能和阻燃性能，而且可以获得比常规填料复合的聚合物材料高得多的耐热性能、尺寸稳定性能和导电性能。国内聚合物粘土纳米复合材料研究较早，并已取得显著研究成果，但其中的一些基本科学问题的研究有待深入。目前聚合物纳米复合材料已在汽车和包装领域获得应用。研究最广泛的、首先商业化应用的纳米填料是纳米粘土和碳纳米管。纳米粘土复合材料的制备方法包括共混和原位共聚。原位共聚釜内合金的方法，目前研究和应用较多的是聚烯烃釜内合金和聚酯釜内合金；共混方法的关键是通过吸附、偶联剂处理和离子交换等方式对蒙脱土进行有机改性，改善其与聚合物基体的相容性，从而达到均匀的复合效果。第一种方法还处于研究小试和中试阶段，已经在工业上应用的产品多是第二种方法实现的。纳米粘土复合材料包括原位复合剥离型粘土聚烯烃、尼龙、聚酯等复合材料，其中。高强度和高韧性的聚合物纳米复合材料，可以替代价格昂贵的工程塑料；汽车用新型材料，如高速汽车轮胎帘子线等；高阻隔聚合物纳米复合材料，用于塑料啤酒瓶、食品包装膜等。三菱瓦斯化学公司和霍尼韦尔特种聚合物公司都在利用Nanocor公司的纳米粘土作为多层聚酯瓶和用于食品包装薄膜的阻隔层等。NIST的大量研究已经证明了纳米粘土作为阻燃增效剂的效力。研究发现，添加了25的纳米粘土的尼龙6的散热速度减少了32一63。西班牙的Grupo Repol公司开发的一系列纳米粘土增强型聚酰胺混料，即使在添加量小于8情况下，纳米粘土也会产生出相当于矿物增强混料20一30的硬度，并具有较高的热变形温度，该材料为更换矿物增强汽车配件创造了机会。碳纳米管是近年来研究的热门之一，它可以通过与聚合物原位共聚或共混而达到复合的目的，提高聚合物基体的强度、模量或改善其导电性等功能。从20世纪90年代开始，美国出产的每辆汽车基本上都使用了碳纳米管，最典型的例子就是在制造燃料系统的材料尼龙里添加它来提高材料的抗静电性能。通过添加纳米管提高材料的抗静电性能也被用在计算机的读写保护头的制备上。其他的应用如静电法喷漆、阻燃、表面导电、隐形等等。23节能材料发展新方向我国在能源需求上的缺口众所周知，节能问题日益重要。根据建设部的报告，我国每平方面积能源消耗约为欧美国家的两倍多，所以在节能材料的发展方面必须加强开发。高分子发泡材料为世界使用最广的绝热材料，可用于建筑、冷热水管隔热、汽车绝热及噪音的阻隔。另外在冷藏、运动娱乐、包装材料、鞋类等方面都有大量的需求，可以大大节省能源和消耗。目前国内外都在积极发展微发泡技术，可以更好地用于节能和提高节能效率，微发泡模塑制品的平均成本可降低1620旧o。高分子发泡材料是合成、物理与工艺的结合，目前的发展方向为通过使用对环境没有污染的超临界二氧化碳加工技术制备聚烯烃微孑L发泡材料，该材料可以广泛用于建筑用隔热保温。超临界二氧化碳发泡技术本身为绿色加工技术，无环境污染问题，结合聚烯烃耐化学性、热稳定性、低毒性的特点，通过改变聚烯烃分子链的支化结构、改变非晶态的比例、引入二氧化碳的亲和结构等手段，提高聚烯烃的熔体强度和闭孔率、降低聚合物的结晶性、促进泡孔的成核和增长，提高聚烯烃在二氧化碳中的溶解度，提高泡孔密度，得到性能良好的微孔发泡材料。24生物医用材料生物医用材料是一类用于诊断、治疗或替换人体组织、器官或增进其功能的新型高技术材料，包括组织工程的支架材料、人工脏器和生物医药的载体等方向。高分子材料在以上3个方面都有应用。其中具有亲水一疏水微相分离结构的高分子材料最有可能用作血液相容性材料。近20年来，欧美各国和日本等都在积极开发具有微相分离结构的聚合物，大多数是嵌段和接枝共聚物，其中研究最深入的是聚氨酯类嵌段共聚物，它是由软硬链段交替组成的多嵌段共聚物。目前，链段化聚氨酯材料已广泛应用于医疗领域，作为人工心脏和人工血管用材料早已应用于临床。具有微相分离结构的亲疏水型嵌段共聚物，如日本的罔野等以d一氨基乙硫醇为链转移剂，合成了HEMAS。一HEMA型三嵌段共聚物，可作为治疗心肌梗塞旁通用人工血管。最近几年，电纺丝技术的研究和发展，更加扩大了生物材料的研究和适用范围，有研究者1采用“乳液电纺丝”的技术，将水溶性抗癌药盐酸阿霉素成功地纺到双亲高分子PEGPLA纤维中，药物在纤维中均匀分布，基本上没有初期突释现象，体外释放起始阶段遵循扩散动力学，后期由酶促降解控制速度，已在进行动物试验。体内手术用防粘连药物释放膜也是一个新的应用方向。聚合物纳米胶囊的研究在生物医药中具有广阔的应用前景，其关键技术为，具备生物相容性并在水相中能自组装形成囊泡的聚合物，通过带有的反应性基团，在囊泡形成后进行交联，可以得到稳定形貌的胶囊，具有环境(如温度、pH值)响应性(如壁的孔径大小可以因环境而改变)，结合纳米尺寸效应产生的靶向输送，可望实现胶囊环境响应进行释放或停止过程的完全控制。目前正在研究开发的聚合物胶囊包裹客体物种的技术，能够实现生物医药活性物种的包封和释放，蛋白质、多肽、多糖等是很重要的新型药物。除医药领域，在化妆品、农药等方面也具有重要的应用。聚合物胶囊包裹药物后，避免口服中药物被消化的问题，而且分散性好，可以直接作用到病灶。医用诊断试剂，包括各种具备光、电、磁等特性的纳米颗粒，可以通过聚合物胶囊进行包裹，有利于纳米颗粒的稳定分散，同时减小机体的排异性，能在医疗诊断中发挥重要的作用。抗菌高分子材料有抗菌塑料、抗菌纤维等材料，可抑制和杀死附着的细菌、真菌、霉菌等微生物，广泛应用于食品包装、家电制造、居室、卫生洁具、日用品、办公用品、公共设施、服装、工业滤材等领域。抗菌高分子材料按照所添加的抗菌剂类型和材料来源可分为有机类、无机类和天然类，抗菌剂的添加量一般为0.1%-2%。近年来，日本抗菌高分子材料发展位居前列，其无机抗菌剂年产量在900t左右，年销售额约60亿日元；抗菌塑料年产量约7.4万t，抗菌制品年销售额约6000亿日元。2005年我国抗菌剂的产量约500t，进口100t，出口50t，表观消费量为550t。国内抗菌塑料产销量约6万t，抗菌制品产值达540亿元。目前我国抗菌材料的产业化取得了很大进展，中科院理化所研发出独特的抗菌母粒应用技术，经北京崇高纳米科技有限公司深度开发和产业化后，已达到国际先进水平。生产抗菌剂和抗菌母粒的主要厂家还有西安康旺公司、交大晶宇公司、广州擎天公司、海尔科化公司、鞍山裕原公司等。目前我国产业发展中的主要障碍是部分制品企业缺乏诚信，如果国家不加强市场规范和标准执行力度，行业的发展将会受到制约和损害。预计未来几年，我国抗菌塑料制品的需求发展空间是目前产销量的10倍。磁性塑料主要是指以塑料或橡胶为粘合剂制成的磁体，是20世纪70年代发展起来的一种新型高分子功能材料。磁性塑料具有密度小、耐冲击强度大的特点，其制品可进行切割、切削、钻孔、焊接、层压和压花等加工，使用中不碎裂。它可采用一般塑料通用的加工方法(如注射、模压、挤出等)进行加工，对电磁设备的小型化、轻量化、精密化和高性能化起着关键作用。 全球磁性塑料的产量以每年10%-14%的速度递增。铁氧体磁性塑料、粘结NdFeB、粘结稀土材料是磁性塑料的主要品种，其中产量增长最快的是各向同性粘结NdFeB材料。 近几年开发的稀土类磁性塑料产量还比较小，如美国的稀土类磁性塑料约占其磁性塑料总量的10%，日本则仅占1.4%，但发展速度极快。与传统的烧结型稀土磁体相比，稀土类磁性塑料虽然磁强度和耐热性稍差，但成型性及力学性能优异，组装和使用方便，废品率低。 我国的磁性塑料发展较晚，20世纪80年代初从国外引进电冰箱门封条生产线后，国内开始研制。应用较多的是铁氧体磁性塑料和稀土类磁性塑料，使用的树脂主要有尼龙6、尼龙66、CPE、PE、PP、EVA、EPS、热固性树脂等。随着生产技术的日趋完善，磁性塑料正以其特有的优势广泛应用于电子、电气、仪器、仪表、通讯、文教、医疗卫生及日常生活中的诸多领域，产量和需求量不断增加，具有很大的发展潜力。25环境友好材料以生物材料为原料和模版，研究和生产环境友好的化工产品、提供绿色能源是人类实现可持续发展的必经之路，这方面的研究已成为世界科技领域的前沿。在此领域，仿生材料、纤维素材料的再生与功能化研究、以及高分子的无卤阻燃技术是研究最多的3个方向。大自然经过了亿万年的进化，其生物的结构与功能已达到了近乎完美的程度。仿生学是模仿生物系统的原理来建造技术系统，或者使人造技术系统具有类似于生物系统特征的科学，可以达到与自然界和谐相处的效果。目前仿生材料的主要发展方向有：模拟生物材料表面结构，如海豚的皮肤、荷叶表面等，开发高效、环境友好的表面材料；模拟生物材料多级形态，如蚕丝、蜘蛛丝、竹子等天然材料的结构和形态，制备具有优异力学性能的结构仿生材料；模拟生物体系智能响应的应变机理，制备具有快速应变和修复的机敏材料；研究蛋白酶和细胞制备天然高分子的过程与机理，应用生物方式制备可生物降解的高分子材料。随着科技的进步，现代仿生学已进入了分子水平，开拓仿生材料研究具有重要的理论意义和潜在的应用价值。纤维素作为自然界中储量最丰富的天然高分子，与合成高分子相比，具有储藏量巨大、能迅速再生(仅纤维素每年再生量就达100亿吨)、易降解、无污染、易于改性等优势。如今，种类繁多的纤维素产品已广泛应用于塑料、纺织、造纸、食品、日用化学品、医药、建筑和生物等领域，现在的发展方向主要集中于采用新型绿色化学技术，通过对催化剂设计、绿色反应介质和新型分离方法等研究，研制和开发新型纤维素功能材料及其合成技术。该研究方向已被国际许多研究机构和著名大型化工公司(如巴斯夫、陶氏化学、阿克苏诺贝尔、杜邦等)列人研发重点。在能源问题13益显著的今天，该研究发展方向将在改善生态环境、改变人类饮食结构、增加能源、发展新型功能材料等方面取得重要突破。传统的高分子阻燃材料以含卤阻燃体系为主，在制造、加工和使用过程中对人体有害并造成环境污染。一些发达国家已制定了相关法规，禁止在高分子材料中使用含卤素的阻燃剂。同时，我国电子电器产品的出口也要面临不能使用含有卤素的塑料部件的限制。因此，该方向的研究是我国现阶段与经济发展同步的重要发展方向。无卤、含磷阻燃剂的应用可追溯到19世纪初。自20世纪50年代以来，高分子材料的广泛应用使有机磷阻燃剂得到很大发展HJ。20世纪80年代初，意大利的G Camino教授建立和完善了以磷、氮为主体的膨胀型阻燃体系和阻燃机理学说，之后，环状和笼状磷酸酯及其衍生物的阻燃剂引起了广泛注意。目前无卤阻燃剂的主要种类有有机硅系列阻燃剂、无机阻燃剂。有机硅系阻燃剂也是一种成炭型抑烟剂，可赋予高聚物优异阻燃抑烟性能，同时能改善材料的加工性能，提高材料的机械强度。无机阻燃剂如Al(OH)，、Mg(OH)：、硼酸锌及无机磷化合物等若为纳米颗粒，可大大降低填充量，加倍提高阻燃效率，同时还能将聚合物的柔韧性好、密度低、易于加工等优点与无机填料的强度和硬度较高、耐热性较好、不易变形等性能结合，可以通过阻燃体系的原位表面改性，满足高分子材料对阻燃体系的界面、分散和高添加量的要求。纳米粘土作为通用塑料的阻燃添加剂也得到了多方面研究成果的印证，效果明显。26特种工程塑料特种工程塑料指具有特殊高性能的高分子材料，应航空航天、电子信息等尖端领域的需求而发展起来。截至20世纪70年代末，先后出现了聚苯硫醚类(PPS)、聚酰亚胺类(PI)、聚醚砜类(PES)及聚醚酮类(PEK)等多种高性能特种工程塑料。其中，英国ICI公司于20世纪80年代初推出的商品名为“Victrex”的聚醚醚酮(PEEK)，具有耐热等级高，耐疲劳，耐冲击，耐湿热，耐辐照以及阻燃性能好等突出优点，综合性能最为优秀。特种工程塑料与碳纤维等高性能纤维成功复合为高性能复合材料，为航天航空结构材料提供了更多的选材机会，部分复合材料已成功应用于欧美多种军、民机机型，并在民用行业中得到大量应用，主要集中在汽车、纺织、机械、体育用品、医用植入、医疗器械、摩擦材料等领域。1993年，陶氏化学公司的MJMullins等人报道了环状聚醚砜的合成，继而国内外出现了众多的研究者，我国科研工作者在芳香酯环状低聚物以及含酚酞侧基环状聚醚酮、环状聚醚砜的合成及开环聚合的研究开展较早。兼顾热塑性及热固性材料的优点，我国研究人员还开发了一种结构新颖的可溶性可控交联聚芳醚酮(Controllable Crosslinking PolyAryl Ether Ketone，CCPAEK)热塑性树脂。还有研究者通过共混改性的理论及方法研制发展新型特种工程塑料，如将最优秀的高性能热塑性复合材料树脂聚醚醚酮树脂与具有匹配的力学性能和玻璃化转变温度的非晶的聚芳醚酮PEKC和聚醚酰亚胺PEI等共混实现，这方面的研究取得了很好的成功，为制备结构一功能一体化的新型热塑性树脂基复合材料提供了更多的方式方3.1仿生高分子材料研究的新进展自然界中的动物和植物经历了几百万年的进化，其结构与功能已经达到了近乎完美的程度。而短短百年间人工合成材料取得如此成绩不凡的进展，远远超过了自然界的进化速度。师法自然，这极大地丰富了我们认识世界和改造世界的能力。在这一过程当中产生了一门新的科学仿生学。1960 年 9 月 13日在美国召开了第一届仿生学研讨会，斯蒂尔博士（Dr. Jack Ellwood Steele）在会上首次提出了仿生学（Bionics）概念，对仿生学的定义如下：仿生学是模仿生物系统的原理来建造技术系统，或者使人造技术系统具有或类似于生物系统特征的科学。简言之，仿生学就是“模仿生物的科学” 。目前合成高分子材料正朝着与木材、棉花、羊毛、蚕丝、天然橡胶等天然或者绿色材料相互协调的方向发展，随着科学手段的进步，现代仿生学已经进入了分子水平，从更微观的层次师法自然，通过对原先“熟悉”的天然材料进行再认识，从“仿生学”中汲取自己再发展的营养，将发现和找到材料新的性质和新的应用，得到具有高效、低能耗、智能响应和环境友好的仿生高分子材料。未来 20 年，人们可望制备出高性能、低成本的仿生材料，仿生技术将在各种材料制备方面得到广泛