综述：受自然启发的生活材料：助力健康、能源与可持续发展

《ACS Applied Bio Materials》：Nature-Inspired Living Materials for Health, Energy, and Sustainability

自然启发的先进材料在动态功能上存在局限，活体材料通过整合微生物等活细胞与无机基质，结合生物矿化、代谢调控等特性，实现自适应与可持续。本文将其分为细胞作为合成平台和功能化组分两类，探讨其在能源、医疗、催化、混凝土及软体机器人等领域的应用，并分析先进制造技术，展望对健康、能源及可持续发展的推动。

　　

大自然是先进材料设计中取之不尽的灵感源泉。虽然受自然界启发的非生物材料展现出卓越的性能，但它们通常缺乏生物系统的动态功能，例如自我修复和对外部环境的响应能力。为了弥补这一差距，将活细胞（如细菌、真菌、藻类）整合到非生物基质中的生物材料应运而生，成为一种变革性的平台。这些材料利用细胞功能（如生物矿化、可编程的新陈代谢）实现了前所未有的适应性和可持续性。在这篇综述中，我们根据细胞的作用将生物材料分为两类：（1）作为材料合成平台的细胞；（2）作为材料组成部分用于功能化的细胞。我们总结了受自然界启发的生物材料和非生物材料的特性，并介绍了生物材料在能源、医学、催化、混凝土和软体机器人领域的应用。此外，我们还讨论了生物材料的先进制造技术。我们相信，生物材料的设计原理将推动健康、能源和可持续性方面的发展。