纤维素有序纳米复合材料的可控生物制造

通过生物技术与纳米技术的有机结合，以细菌纤维素为分子组装的纳米机器人，用分子模板、动态微流控制及电磁等方法在纳米尺寸范围诱导微生物的运动方向，通过功能分散剂"隔离"新鲜分泌出的纳米纤维素纤维，由此控制材料的形态尺寸和有序组装；通过实时跟踪观察，研究生物合成过程中醋酸菌活性变化的影响因素及诱导与控制其运动模式的外界条件，由此弄清细菌纤维素纤维的合成与动态组装过程。经进一步杂化处理，获得在微观结构上纳米有序的杂化材料。经调控所分泌微纤维的排列模式，"自下而上"自动构筑由纤维素纳米纤维编织的具有特定规则图案的三维复合材料。本项目提出了一种基于先进生物制造技术制备纤维素纳米复合材料的新工艺过程，通过阐明在可控制造过程中的基本科学问题，建立在纳米尺度有序控制材料组装的新方法和新理论，为构筑具有多层次高度精细结构的仿生医用材料（如人工肌腱等），或具有各向异性的多组分精密光电材料，提供重要科学依据。