在過去的二十年間，為了減少碳足跡和人類對化石燃料的依賴，生物基聚合物的研究快速增長。生物基彈性體因其獨特的粘彈性和柔軟性而備受關注。與傳統石化聚合物相比，生物基彈性體具有兩大顯著優勢：可持續性和獨特的化學結構。生物基彈性體獨特的化學結構賦予材料優異的生物活性、生物相容性和生物降解性等，這些特性在生物醫用材料設計中極具優勢。目前，全球科學研究者積極投身于生物基彈性體的開發并應用于生物醫用領域，推動相關技術的持續突破與創新。
圖1 生物基彈性體：分子設計、性能和生物醫學應用
1. 生物基彈性體的分子設計及性能
目前，常用的生物基彈性體主要分為兩大類：一類是通過動植物中提取的生物小分子（如二胺、二酸和二醇等）經聚合反應制備的生物基彈性體；另一類是通過從動植物中分離的生物基聚合物，利用接枝、改性或復合等策略制備生物基彈性體。在前者中，以聚酯、聚氨酯和聚酰胺為代表，通過優化分子結構和改進合成策略，顯著提升了其機械力學性能、生物相容性及可降解性，以滿足多樣化應用場景的需求。在后者中，選取纖維素、木質素、蠶絲和DNA作為典型代表。
2. 生物基彈性體的性能優勢
圖2 生物基彈性體的性能優勢
3. 生物基彈性體的生物醫學應用
圖3 用于傳感器的生物基彈性體
4. 總結與展望
作者簡介
劉慶生，北京化工大學材料科學與工程學院教授，主要從事生物醫用高分子、生物醫學工程與器件設計、細胞遞送與細胞治療等研究工作。以第一作者和通訊作者在Chemical Reviews、Advanced Materials、Nature Communications、Biomaterials Small、Advanced functional materials等國際期刊發表多篇SCI文章。
王潤國，北京化工大學材料科學與工程學院教授，教育部彈性體材料節能與資源化工程中心副主任，先進彈性體材料研究中心副主任，主要從事可持續彈性體材料方向的研究，已在Advanced Materials, Advanced Functional Materials，Macromolecules等期刊發表SCI論文60余篇，授權發明專利30余項，擔任中國合成橡膠協會專家委員會委員，全國橡膠與橡膠制品標準化技術委員會委員，期刊《橡膠工業》編委，期刊Advanced Nanocomposites、Resources Chemicals and Materials青年編委，獲得美團青山獎。
王朝，華南理工大學，材料科學與工程學院教授，前沿彈性體研究院，從事生物基可降解橡膠合成及產業化。擔任《SusMat》期刊青年編委，《Resources Chemicals and Materials》期刊青年編委，《橡膠科技》期刊編委。發表SCI論文60篇，他引2800次，以第一發明人身份申請中國發明專利35項，授權專利19項。
張立群，中國工程院院士，現任西安交通大學校長，兼任中國化工學會第41屆理事會副理事長。主要從事橡膠材料科學與工程、聚合物納米復合材料、生物基高分子材料與聚合物加工工程方面的研究。以第一完成人獲得國家技術發明二等獎2項、國家科技進步二等獎1項。此外，還獲得美國化學會橡膠分會Sparks-Thomas Award、國際聚合物加工學會Morand Lambla Award、國際橡膠會議組織獎章（IRCO Medal）以及英國材料、礦物和礦業學會Colwyn 獎章等國際榮譽。
論文信息：Qingsheng Liu, Pengfei Lou, Zhentao Sun, Daochang Li, Haijun Ji, Zhengzhuo Xu, Lei Li, Jiajia Xue, Runguo Wang, Zhao Wang, Liqun Zhang. Bio-Based Elastomers: Design, Properties, and Biomedical Applications, Advanced Materials, 2025, 2417193.
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202417193
張立群院士/北京化工大學劉慶生教授誠聘博士后及事業編制副教授-高分子材料、生物醫用材料、化學等方向，郵箱：liuqs@buct.edu.cn；張立群院士/華南理工大學王朝教授課題組誠聘高分子材料合成及加工方向博士后，郵箱：wangzhaocl@scut.edu.cn。
