在进化的过程中，生物体学会了利用材料来改造自身以适应环境的变化。自然界中的一些生物体可以通过生物矿化合成无机纳米材料为自己提供保护或其他特殊功能。但是自然界中还有部分生物体不具备生物矿化功能，受到自然界生物体利用纳米材料的启发，科学家们开始尝试通过人工赋予生物体纳米材料来对其进行改造。随着化石能源的不断消耗殆尽和日益严峻的环境污染，开发和利用可再生能源，改善能源结构，已成为全球可持续发展战略的重要组成部分。生物燃料是目前唯一能大规模替代化石燃料的清洁可再生能源产品，而微藻又被认为是最有前景的生物燃料的原料之一，其作用已越来越引起人们的广泛关注和重视。微藻在提供生物能源的同时，可以固定二氧化碳，减少温室气体，但微藻的大量繁殖也会给环境带来破坏和污染，比如水华的爆发。微藻的利用与防治，根本在于微藻的性质，如何对微藻进行改性，对于微藻的利用与防治有着重要的意义。本课题组致力于通过材料材料对微藻细胞进行功能化改造，以期实现在能源和环境领域的应用。