探讨：超硬材料制造业新的发展趋势

    美国普林斯顿大学的研究人员近日利用3D打印技术制造出了一个仿生耳。这一研究的更重要意义在于，希望借此探索出电子材料和生物材料结合的新方法。
    得益于信息技术的渗透，在过去几十年中，制造业取得了快速发展。如今，生物技术正引领新一轮的科技浪潮，其与制造技术的结合——生物制造，将带来新的变革。
    生物制造改变生活
    事实上，在前述仿生耳之前，人们就已经开始了生物制造方面的探索。比如在2000年悉尼奥运会上走红的“鲨鱼皮”游泳衣，就是生物技术和制造技术结合的典型案例。
    按照清华大学机械工程系教授颜永年等人的定义，宽泛的生物制造包括仿生制造、生物质和生物体制造。可以说，涉及生物学和医学的制造科学和技术均可视为生物制造。
    那么，生物制造的应用领域主要有哪些？
    北京航空航天大学仿生与微纳生物制造技术研究中心的副教授陈华伟，在近日举行的2013先进智能制造技术发展研讨会上介绍说，生物制造主要分四个领域，分别是生物加工成型、组织器官制造、机械仿生制造和生物机电系统制造。
    而今，学术界和产业界在上述四个方向上均有所探索，并将对传统制造业和人们的生活产生深远影响。
    以生物加工成型为例。按照业界定义，生物加工成型指的是直接利用生物原型或生物材料制造出生物形体基产品，或是利用生物的加工特性，加工成型复杂零件。
    与传统的物理和化学加工成型相比，生物加工成型具有高效成型的优势，可用于制造功能涂层材料、高效交通界面和微创机械界面。
    目前，生物加工成型的价值已经开始显现。如2008年中国民航消耗航空煤油1175万吨、摩阻为40%，而采用生物加工成型的减阻表面可减少3%的油耗，相当于节省胜利油田单月原油产量。再比如，每年1700万人死于心血管疾病，仿生减阻内壁的人工血管则能确保顺畅的血液循环，提高器官存活几率，避免心肌梗塞。
    此外，生物加工成型还具有资源循环的优势。在实现可持续制造、减少环境污染等方面有着重要的意义。
    目前自然界中有100多万种微生物，30万种植物，而在动物中，昆虫就有100多万种。在陈华伟看来，应该最大程度借鉴自然界中生物系统的原理，设计制造结构更合理、过程更绿色、性能更优异的材料、结构和系统。