在过去的二十年间，为了减少碳足迹和人类对化石燃料的依赖，生物基聚合物的研究快速增长。生物基弹性体因其独特的粘弹性和柔软性而备受关注。与传统石化聚合物相比，生物基弹性体具有两大显著优势：可持续性和独特的化学结构。生物基弹性体独特的化学结构赋予材料优异的生物活性、生物相容性和生物降解性等，这些特性在生物医用材料设计中极具优势。目前，全球科学研究者积极投身于生物基弹性体的开发并应用于生物医用领域，推动相关技术的持续突破与创新。
图1 生物基弹性体：分子设计、性能和生物医学应用
1. 生物基弹性体的分子设计及性能
目前，常用的生物基弹性体主要分为两大类：一类是通过动植物中提取的生物小分子（如二胺、二酸和二醇等）经聚合反应制备的生物基弹性体；另一类是通过从动植物中分离的生物基聚合物，利用接枝、改性或复合等策略制备生物基弹性体。在前者中，以聚酯、聚氨酯和聚酰胺为代表，通过优化分子结构和改进合成策略，显著提升了其机械力学性能、生物相容性及可降解性，以满足多样化应用场景的需求。在后者中，选取纤维素、木质素、蚕丝和DNA作为典型代表。
2. 生物基弹性体的性能优势
图2 生物基弹性体的性能优势
3. 生物基弹性体的生物医学应用
图3 用于传感器的生物基弹性体
4. 总结与展望
作者简介
刘庆生，北京化工大学材料科学与工程学院教授，主要从事生物医用高分子、生物医学工程与器件设计、细胞递送与细胞治疗等研究工作。以第一作者和通讯作者在Chemical Reviews、Advanced Materials、Nature Communications、Biomaterials Small、Advanced functional materials等国际期刊发表多篇SCI文章。
王润国，北京化工大学材料科学与工程学院教授，教育部弹性体材料节能与资源化工程中心副主任，先进弹性体材料研究中心副主任，主要从事可持续弹性体材料方向的研究，已在Advanced Materials, Advanced Functional Materials，Macromolecules等期刊发表SCI论文60余篇，授权发明专利30余项，担任中国合成橡胶协会专家委员会委员，全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会委员，期刊《橡胶工业》编委，期刊Advanced Nanocomposites、Resources Chemicals and Materials青年编委，获得美团青山奖。
王朝，华南理工大学，材料科学与工程学院教授，前沿弹性体研究院，从事生物基可降解橡胶合成及产业化。担任《SusMat》期刊青年编委，《Resources Chemicals and Materials》期刊青年编委，《橡胶科技》期刊编委。发表SCI论文60篇，他引2800次，以第一发明人身份申请中国发明专利35项，授权专利19项。
张立群，中国工程院院士，现任西安交通大学校长，兼任中国化工学会第41届理事会副理事长。主要从事橡胶材料科学与工程、聚合物纳米复合材料、生物基高分子材料与聚合物加工工程方面的研究。以第一完成人获得国家技术发明二等奖2项、国家科技进步二等奖1项。此外，还获得美国化学会橡胶分会Sparks-Thomas Award、国际聚合物加工学会Morand Lambla Award、国际橡胶会议组织奖章（IRCO Medal）以及英国材料、矿物和矿业学会Colwyn 奖章等国际荣誉。
论文信息：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.
论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202417193
张立群院士/北京化工大学刘庆生教授诚聘博士后及事业编制副教授-高分子材料、生物医用材料、化学等方向，邮箱：liuqs@buct.edu.cn；张立群院士/华南理工大学王朝教授课题组诚聘高分子材料合成及加工方向博士后，邮箱：wangzhaocl@scut.edu.cn。
