花鸟鱼虫，天地万物，至善至美的大自然总能给人带来惊喜。看似卑微的蜘蛛、壁虎、常春藤；鱼鳞、贝壳、蝴蝶的翅膀……经由亿万年的进化，拥有了近乎完美的精细结构和独特功能。它们以自然之名，表达着非凡的创造力和难以言说的美妙。面对神秘莫测的大自然，人类不是只有赞叹和流连忘返，而是早已踏上探索的征程。

 

　　仿生学就是人类“道法自然”的代表作。在人类文明的进程中，仿生思维比比皆是，像锯齿、渔网、飞机、雷达等等发明的灵感都来源于大自然的激发。仿生学作为一门新学科，诞生于1960年，Jack E.Steele博士在美国召开的第一届仿生学讨论会上为之命名。新型仿生材料则是近年快速崛起的仿生学研究领域，并已走向材料、化学、物理、生物、纳米、制造及信息技术等多学科交叉的前沿。

 

　　天然生物材料蕴含着无穷的魅力和设计创意。蜘蛛丝的坚韧性就超越了所有的人造材料，科学家借助于基因工程研发蜘蛛丝蛋白，并设法把丝蛋白组装成有用的纤维，目前已有数家公司齐头并进，开始生产应用于日化、医学和纺织品的人造蛛丝；对蜥蜴、常春藤的研究，带来了可以攀爬的壁虎皮肤和功能强大的医用胶水；来自猪笼草、蝴蝶、鲨鱼等生物灵感的防水、防油和防其他液体的纤维和涂料，即将催生一批运动及军用尖端面料，纺织品的前景因此令人瞩目。

 

　　超越自然始于了解自然。对于材料科学家来说，分析天然生物材料的结构并尝试学习这种结构上的复杂性，是创造出超级材料的必经之路。通过对海洋聚合物的解构和模拟，科学家参照蚌类黏线中的蛋白质链，研发了能在水下使用的胶水；海参调节蛋白质分子改变胶原纤维连接，从而进行软硬体切换的敏感性被用于开发高级的脑电极；犰狳外壳、珍珠母和鱼鳞物理结构和机理的破解，有望实现用廉价材料制造出可以自我修复的超硬物质或是替代人体器官的生物移植物。

 

　　仿生生物材料在结构和功能上的突破还使得系统仿生成为可能。科学家正致力于让生物材料研究“人类化”，研究者使用先进的生物材料和技术诱导细胞生长成简化却功能齐全的微型器官，进而在器官连接之后能模拟人类身体。“人造人”也即“器官芯片”项目在生物医学研究尤其是药物测试方面的诱人前景吸引了诸多研究者，美国国立卫生研究院、国防部高级研究计划局和美国食品药品管理局也在资金和监管方面给予了充分关注。

 

　　生物材料需求涉及人类生活的方方面面，针对长期治疗难以坚持的医学难题，科学家又开始向消化道给药新技术发起了挑战。凭借着大自然的无私启迪，我们有理由相信，人类或将借助更加强大的生物材料去完成这一冒险之旅。