1.3 材料仿生需要思维开放
1.3.1 对生命的感悟是仿生的基础材料要仿生,其关键就是要认真观察,仔细思索,向存在于地球上亿万年的生命学习。既要了解生命的发生、发展和历史沿革,又要对某种生命的个体各个层次的解剖结构和生理生化功能进行分析、研究。从引起你的兴趣或思考表面现象出发,如荷叶表面的自洁功能、水蚤在水上奔跑自如、鸟能在天空翱翔、蜘蛛网上挂水珠等,深入到产生这种功能的结构和机理的研究,尤其是微观结构、分子水平或微纳米水平上去认识,你便会豁然开朗。
向生命学习,向人体学习,就是从生物组织的某个局部的事件或某个生命过程出发深入探索。例如,骨或牙齿形成过程的仿生是当今国际上的研究热点。人们力图向生物体内的矿化过程学习,特别是向人体内钙化过程学习。然而人体内的硬组织有一个极为重要的属性,就是都是活的组织。它们的组成、结构、性质时刻在变动,而在变动中一方面应对外界环境,另一方面顺应生命的进程。在学习生物矿化过程中,必须明确该过程是涉及从分子到细胞直至整体所介入的矿物质生成过程,即在骨形成和再造过程中,有成骨细胞和破骨细胞等多种细胞参与的生物事件顺序;在骨形成这个环节中,又有钙离子和磷酸根离子结合成簇、成核、聚集和相转变等构成的化学事件顺序。仿生者既要精细地研究这些化学事件中化学反应之间的互动关系,更要探索这些化学事件如何组成生物事件顺序,同时分析这些事件之间的关系以及这些关系如何受内在的和外源的因素所影响。在此认识的基础上探讨如何模拟这些过程,让其定向制造出医学上有用的既具生物学活性又能适应体内的环境动态平衡的、理想的组织工程化骨或牙齿。在整个探索和研究过程中需注意细胞是活的,细胞外基质是因细胞的活动而变化的,矿物质的沉积也是不断变化的,它们构成了一个活的界面(living interface),细胞生命的过程就是这个界面的结构和性质不断变化的过程,因此必须永远用动态的思维来观察生命。
向生命学习还要有一种悟性,这个悟既是感悟,更是领悟或茅塞顿开的顿悟。首先你要有敏锐的感官,你才能感觉到它的存在。佛学中的禅语曾说过“千江有水千江月,万里无云万里天”。只要江里有水都会映出天上的月亮,只要没有云遮住的地方你都会看见蓝天。笔者理解此话的深刻含义是:善于思索的人就会对世上的万事万物有所感悟,心中没有阴影的人就会充满阳光。你对一件事感觉到它后,通过大脑的思考,提出若干的为什么,然后追根溯源.终究会有所发现。
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