CN108249392B - 菌晶粒子、热传导材料及菌晶粒子的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种菌晶粒子包含一复合壳层。此复合壳层为空心且具有一厚度。此复合壳层包括生物材料与金属材料。生物材料可为包括细菌的细胞壁或细胞膜的有机物质所构成。金属材料可为过渡金属的氧化物、硫化物、硒化物或酸盐类化合物中至少其中一种。藉此，可提供具有低热传导性的材料。

Description

菌晶粒子、热传导材料及菌晶粒子的制造方法
技术领域
本发明关于一种奈米材料制备技术，特别是关于一种菌晶粒子、热传导材料及菌晶粒子的制造方法。
背景技术
微生物、植物及动物等的生物体在自然界中均可形成矿物。对于在生物体形成无机矿物的现象，可称之为生物矿化。生物矿化的过程是指透过生物体中的细胞的参与，而使环境中的无机元素可选择性地沉析在特定的有机质上形成矿物。以微生物矿化而言，可分为两种矿化机制：生物诱导矿化（biologically induced mineralization）及生物控制矿化（biologically controlled mineralization）。
微生物的生物诱导矿化又可以分为被动形式或是主动形式。被动形式的生物诱导矿化与自然界正负离子之间非特定的键结，而导致矿物的表面成核生长（surfacenucleation growth）与有关。主动形式的生物诱导矿化可能由结合在表面的金属离子直接地发生氧化还原作用而转化成矿物，或是细胞的代谢活动的副产物与自然界的离子作用而在细胞表面形成矿物。
矿物沉积在细胞中的有机基质（organic matrix）或胞囊（vesicle）的表面或内部，以使生物体对于矿物的成核、生长到组成、尺寸、在细胞内的位置等都有一定程度的控制或局限。此过程即为生物控制矿化。由生物控制矿化作用所形成的矿物晶粒通常具有规则的结构、窄的尺寸分布以及特定且一致的种类、晶体习性（crystal habit）等。此外，在生物诱导矿化的过程中，只要外部环境条件允许之下便可引发矿物的形成。而在生物控制矿化的过程中，由于细胞内部的环境条件（如：pH值、氧化还原电位（Eh）等）均受到细胞本身的控制，因此矿物的形成不易被引发。
生物诱导矿化作用及生物控制矿化作用已经被学者研究数十年。然而，这类研究多应用于环境保护的领域。目前尚未有任何文献提及微生物与过渡金属之间可产生类似于前述二种矿化作用的反应，并且利用此反应进一步开发出新颖的材料。是以，如何解决习知结构的问题，即为相关业者所必须思考的问题所在。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明在于提供一种菌晶粒子、热传导材料及菌晶粒子的制造方法。
在一实施例中，一种菌晶粒子，其包括复合壳层。此复合壳层为空心且具有一厚度。于此，复合壳层包括生物材料与金属材料。其中，生物材料可为包括细菌的细胞壁或细胞膜的有机物质。金属材料可为过渡金属的氧化物、硫化物、硒化物或酸盐类化合物、其他可替代使用的过渡金属化合物、或其任意组合。
在一实施例中，一种菌晶粒子的制造方法，其可包括将细菌置于培养基中培养一段时间以使该细菌诱发该金属原料进行氧化还原反应、自培养基分离出湿粉材、以及干燥湿粉材以获得粉材。其中，培养基可包括碳源（carbon source）及金属原料，且金属原料为由过渡金属化合物所构成。所获得的粉材可包括前述的菌晶粒子。
在一实施例中，一种热传导材料，此热传导材料可包括前述的菌晶粒子。
总言之， 本发明之实施例的菌晶粒子、热传导材料及菌晶粒子的制造方法适用于制作一种新颖的材料，以使所获得的材料具有优异的低热传导性。此外，本发明之实施例的菌晶粒子的制程简单、成本低廉而可直接应用于工业生产。
附图说明
图1是本发明菌晶粒子的一实施例的切面图。
图2是本发明菌晶粒子的一实施例的外观示意图。
图3是本发明菌晶粒子的另一实施例的外观示意图。
图4是本发明菌晶粒子的制造方法的一实施例的流程示意图。
图5是本发明菌晶粒子的制造方法的另一实施例的流程示意图。
图6是本发明菌晶粒子的一实施例的SEM分析结果图。
图7是本发明菌晶粒子的一实施例的EDC分析结果图。
图8是本发明菌晶粒子的一实施例的拉曼光谱分析结果图。
符号说明
10 菌晶粒子
100 复合壳层
110 中段部
111 端部
S10 将细菌置于培养基中培养一段时间，其中培养基包括碳源及金属原料
S20 自培养基分离出湿粉材
S200 离心培养基以形成沉淀物
S30 干燥湿粉材，以获得粉材，其中该粉材包括至少一菌晶粒子
S300 粉碎沉淀物，以形成预粉材
S400 用溶剂清洗预粉材至少一次
S500............... 干燥预粉材，以获得粉材。
具体实施方式
在本文中，术语「重量百分比」系指以碳源中的碳的莫耳数为基准所计算出的重量百分比。
参照图1，于一些实施例中，菌晶粒子10可包括复合壳层100。此复合壳层100的内部为呈现空心，且其材质包括生物材料与金属材料。生物材料可为包括细菌的细胞壁或细胞膜的有机物质所构成。举例而言，有机物质可仅具有细菌的细胞壁或细胞膜、以及少量的其他含碳有机物。生物材料在复合壳层中所占的重量百分比可为5%至80%，且生物材料占复合壳层的重量百分比高于金属材料占复合壳层的重量百分比。而金属材料可由为由过渡金属的氧化物、硫化物、硒化物、酸盐类化合物或其组合所构成。于一些实施例中，金属材料可为过渡金属的氧化物、硫化物或硒化物。并且，金属材料的过渡金属元素在复合壳层中所占的重量百分比可为3%及75%之间。
于一些实施例中，生物材料可由包括革兰氏阴性菌（Gram-negative bacteria）的细胞壁或细胞膜的有机物质所构成。举例来说，生物材料可由包括希瓦拉氏菌（Shewanellasp.）、潘朵拉氏菌（Pantoea sp.）、绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa）或枯草腐菌（Bacillus subtilis）等细菌的细胞壁或细胞膜的有机物质所构成，但并不限于此。于一些实施例中，金属材料可由钒（vanadium）、铌（niobium）、钨（tungsten）、钼（molybdenum）、钴（cobalt）或锆等过渡金属的氧化物、硫化物、硒化物或酸盐类化合物、或其它可替代之过渡金属化合物、或其任意组合所构成，但不包括铜（copper）及锌（zinc）的化合物。举例来说，金属材料可为钒酸（vanadic acid）的盐类化合物、铌酸（niobic acid）的盐类化合物、钨酸（tungstic acid）的盐类化合物或钼酸（molybdenic acid）的盐类化合物。
于一些实施例中，可依据应用上的需求及材料性质的考量，将生物材料及金属材料适当地搭配使用。举例来说，当生物材料由包括希瓦拉氏菌的细胞壁或细胞膜的有机物质所构成时，金属材料可由钨酸盐类化合物或钼酸盐类化合物所构成。或者，当生物材料由包括潘朵拉氏菌的细胞壁或细胞膜所构成时，金属材料可由钨酸盐类化合物、钼酸盐类化合物或钒酸盐类化合物所构成。
于一些实施例中，复合壳层100的内部为中空且具有一特定的厚度。此处的「厚度」指的是复合壳层的内表面上任何一点与外表面上任何一点之间的距离中最小者。于一些实施例中，复合壳层100的厚度可为介于5奈米（nm）及50奈米之间。于一些实施例中，复合壳层100的厚度可为介于20奈米及40奈米之间。此外，复合壳层可包括二半壳层，且此二半壳层为圆顶状（dome-shaped）。
参照图1及图2，其中图1即为图2中的A－A线的截面图。于一些实施例中，复合壳层100可为球状（sphere-shaped）。此球状的复合壳层100具有一直径。以球状的复合壳层100的内表面与外表面之间的同心球而言，此处的「直径」指的是位于球状的复合壳层100的内表面与外表面之间的同心球的直径。并且，自复合壳层100的内表面上任一点与外表面上任一点至前述同心球的表面上的任一点的最短距离是相同的。于一些实施例中，球状的复合壳层100的直径可介于0.2微米及2微米之间。于一些实施例中，球状的复合壳层100的直径可为1微米。
参照图1及图3，其中图1即为图3中的B－B线的截面图。于一些实施例中，复合壳层100可为杆状（rod-shaped）且具有一特定的宽度及长度。杆状的复合壳层100可包括一中段部110及分别连接于中段部的二端的二端部111。其中，端部均可为圆顶状。更具体地说，此二端部111的内周缘及外周缘可分别连接于中段部110的二端的内周缘及外周缘。若以此二圆顶状的端部111的最大面积的切面而言，此处的「宽度」指的是位于此切面的内周缘上任一点与外周缘上任一点之间的最小距离的中间点所连成的线的任意二点之间的最大距离（即，中段部的宽度）。例如，若此二端部111之最大面积的切面为圆形，则宽度即为位于内周缘及外周缘之间的同心圆的直径。并且，自端部111的内周缘上任一点与外周缘上任一点至此同心圆的圆周上任一点的最短距离是相同的。于一些实施例中，各端部111的厚度不小于复合壳层100的宽度的1/73，且中段部110的厚度不小于复合壳层100的宽度的1/37。于一些实施例中，杆状的复合壳层100的宽度可介于0.2微米及2微米之间。于一些实施例中，杆状的复合壳层100的宽度可为1微米。此外，杆状的复合壳层的「长度」指的是位于此二圆顶状的端部分别于其外表面的顶点及内表面的顶点之间所形成的最小距离的中心点之间的最大距离。于一些实施例中，杆状的复合壳层100的长度可介于1微米及10微米之间。
参照图4，于一些实施例中，菌晶粒子的制造方法可包括以下流程。首先，将细菌置于培养基中培养一段时间（S10）。其中，培养基可包括碳源及金属原料。在培养过程中，细菌会诱发金属原料进行氧化还原反应。接着，自培养基中分离出湿粉材（S20）。最后，干燥此湿粉材，以获得粉材（S30）。所获得的粉材大致上可呈现分散的粉末状或是可聚集成固体状。其中，粉材可包括前述的菌晶粒子10。此外，于步骤S20的一些实施例中，可使培养基的上层形成泡沫，且自该泡沫中分离出悬浮物，以得到湿粉材。
于一些实施例中，细菌可为革兰氏阴性菌，例如：希瓦拉氏菌、潘朵拉氏菌、绿脓杆菌、枯草杆菌、其他可替代使用的革兰氏阴性菌或其任意组合。更佳的是，细菌可为希瓦拉氏菌、潘朵拉氏菌、绿脓杆菌或枯草杆菌。在培养步骤中所使用的细菌为菌晶粒子的复合壳层中生物材料的成份来源。于一些实施例中，金属原料可为过渡金属化合物，例如：过渡金属的酸盐类化合物或是过渡金属的含氧化合物。举例而言，金属原料可为钒酸的盐类化合物、铌酸的盐类化合物、钨酸的盐类化合物、钼酸的盐类化合物、其他过渡金属的酸盐类化合物、或其任意组合，但不包括铜及锌的化合物。金属原料可作为复合壳层的金属材料的成份来源。举例来说，复合壳层的金属材料可由金属原料或金属原料经由氧化还原反应后生成的产物所构成。
于一些实施例中，可依据生产上的需求选用适当的细菌以及金属原料以制得所需的粉材。举例来说，在培养基中的细菌可为希瓦拉氏菌，且金属原料可为钨酸盐化合物或钼酸盐化合物。或者，在培养基中的细菌可为潘朵拉氏菌，且金属原料可为钨酸盐化合物、钼酸盐化合物或钒酸盐化合物。此外，于一些实施例中，金属原料及碳源在培养基中的浓度分别可为0.01莫耳浓度（M）至0.2莫耳浓度。其中更佳的是，金属原料在培养基中的浓度还可为0.1莫耳浓度至0.2莫耳浓度。
于一些实施例中，「碳源」指的是任何以碳水化合物为主要成份的物质在培养基中提供细菌藉以生长繁殖所需的能源及合成菌体所必需的碳成分的来源。任何无机或有机的含碳化合物均可以是微生物能够利用的碳源，例如：二氧化碳、碳酸盐、糖及糖的衍生物、醇类、有机酸、脂类、烃类、芳香族化合物等。举例来说，可利用葡萄糖、蔗糖、淀粉、果糖、乳糖、乳酸盐、甲酸盐、丙酮酸及／或胺基酸等作为碳源。于一些实施例中，碳源在培养基中的浓度可为0.01莫耳浓度至0.2莫耳浓度。此外，于一些实施例中，培养基可利用任何适合的市售培养基配方所制备，例如：Luria Broth（LB）培养基、M9培养基、其它可替代使用的培养基、或其任意组合。
温度对于细菌的生长具有重要的影响，因此可选择细菌适宜生长的温度下进行细菌培养。在步骤S10的一实施例中，可将细菌置于培养基中在37℃的氧气环境下培养。培养的时间则对细菌的生长量有所影响。若培养时间太短，则细菌的生长量不足，进而使得菌晶粒子的产率不佳。在步骤S10的一实施例中，可将细菌置于培养基中培养至少3天，且更佳地可为3天至5天。
于一些实施例中，步骤S20还可包括对培养基进行离心或其他可替代的手段，以自培养基中分离出沉淀物。于一些实施例中，自培养基分离出沉淀物之后，可再对此沉淀物进行高频率的震荡，例如：超音波震荡，以粉碎沉淀物。此外，于一些实施例中，还可利用溶剂清洗沉淀物一次或重覆地清洗沉淀物二次以上。可选用各种常见的溶剂以清洗沉淀物，例如：水、乙醇、其它可替代的溶剂、或其任意组合。举例来说，可利用一次水（RO water）、二次水（deionized water）或乙醇以清洗沉淀物。参照图5，于一些实施例中，在步骤S10之后，对培养基进行离心以形成沉淀物（即，湿粉材）（S200）。接着，将沉淀物粉碎，以形成预粉材（S300），并且利用溶剂清洗预粉材至少一次（S400）。最后，在适当的温度下藉由通风干燥或加热的方式以干燥沉淀物（S500），以去除沉淀物中的溶剂且获得粉材。此外，于一些实施例中，粉材的密度420公斤／立方公尺（kg／m2）。
在一些实施例中，根据本发明任一实施例的菌晶粒子可应用于制备各种具有良好的物理及／或化学性质的材料，例如：应用于制备热传导材料。于一些实施例中，热传导材料可包括前述的菌晶粒子。或者，热传导材料实质上可由前述的菌晶粒子所组成。于一些实施例中，菌晶粒子的热传导系数（thermal conductivity coefficient, K）可为0.027瓦特／公尺‧温度至0.15瓦特／公尺‧温度（W／mK）。于一些实施例中，菌晶粒子的热传导系数可为0.058瓦特／公尺‧温度。
于一些实施例中，可调整培养步骤中的培养基或金属原料的使用量，使菌晶粒子的复合壳层可具有呈圆顶状的二半壳层。举例来说，相较于一般的养菌程序，可调整培养基中添加的糖（即，碳源）或金属原料的浓度，藉以使细菌发生受迫反应（stress response）而改变外型。于一些实施例中，使用高浓度的金属原料（例如：0.1莫耳浓度至0.2莫耳浓度），可促进受迫反应的发生而使在培养基中的细菌改变外型。于一些实施例中，细菌的外型变化可促使其细胞壁形成二个呈圆顶状的部分，例如：球状、或成为具有二个呈圆顶状的部分的杆状。据此，所获得的复合壳层可具有圆顶状的二半壳层。于一些实施例中，所获得的复合壳层为球状或为具有二个呈圆顶状的半壳层的杆状。
于一些实施例中，还可再对菌晶粒子的复合壳层在进行氧化、硫化或硒化等处理。举例来说，金属材料可在高温（例如：300℃至1000℃）且／或富含氧气的环境下与环境中的氧反应后形成为过渡金属的氧化物，且复合壳层则大部分由形成为过渡金属氧化物的金属材料所构成。过渡金属氧化物所指的是通常仅具有过渡金属元素及氧原子组成的过渡金属氧化物，而不包括过渡金属的含有氧原子的酸根盐离子或化合物。或者，举例来说，可对经过氧化处理的复合壳层利用机械剥离法或化学气相沉积法进行硫化，使金属材料中过渡金属氧化物的氧原子经由置换反应而被硫原子取代。于此，复合壳层大部分由形成为过渡金属硫化物的金属材料所构成。同样地，金属材料的氧原子亦可利用机械剥离法或化学气相沉积法进行硒化处理后，使金属材料中过渡金属氧化物的氧原子经由置换反应而被硒原子取代，使复合壳层大部分由形成为过渡金属硒化物的金属材料所构成。此外，可利用一般拉曼光谱、光致萤光光谱、电子显微镜等的检测方法量测复合壳层经过前述的氧化、硫化、硒化等处理后的特性变化。例如，利用光致萤光光谱检测复合壳层可得知其金属材料的能隙可为介于1.2eV至1.8eV。
于一些实施例中，还可将所制得的粉材放置反应炉内。并且，在反应炉中分别于氧气、硫蒸气（如：硫化氢）或硒蒸气（如：硒化氢）中以300℃至1000℃或合适之温度对粉材加热一段时间（即，烧结）。藉此，对粉材中的菌晶粒子的复合壳层进行氧化、硫化或硒化的反应，以致使复合壳层的金属材料大部分形成为过渡金属的氧化物、硫化物或硒化物。于一些实施例中，当复合壳层经过氧化、硫化或硒化处理后，生物材料占复合壳层的重量百分比可为1%至5%，且金属材料占复合壳层的重量百分比高于生物材料占复合壳层的重量百分比。
举例来说，菌晶粒子可以藉由以下流程制得。首先，自白虾（white shrimp，学名为litopenaeus vannamei）中取出希瓦拉氏菌。接着，在37℃的环境下将希瓦拉氏菌于培养基（如：LB培养基或M9培养基）中培养16小时。之后，在培养基中添加大约0.01莫耳浓度至0.2莫耳浓度的碳源以及大约0.01莫耳浓度至0.2莫耳浓度的钨酸盐，并且在相同的环境下继续培养希瓦拉氏菌3天至5天。培养过程结束之后，对培养基进行离心且去除上清液以获得沉淀物。对沉淀物进行超音波震荡，以使沉淀物粉碎。利用二次水重覆清洗经过粉碎之后的沉淀物（即，预粉材）数次，以获得粉末状且无黏性的产物，利用乙醇使粉材重新悬浮于其中，再于40℃下干燥以获得包括有菌晶粒子的粉材。
以10兆帕（MPa）的压力压缩上述的粉材成片状（tablet），以对片状的粉材进行后续的性质量测。先对片状的粉材测量体积及重量，以得知其密度为420公斤／立方公尺（kg/m2）。在大气环境下，利用型号为JEOL JSM-6500F的场发射扫描电子式显微镜（fieldemission scanning electron microscope, FESEM）对片状的粉材进行SEM影像分析与能量分散X光光谱（energy-dispersive X-ray spectroscopy, EDS）分析。并且，使用带有改良式瞬态平面热源（modified transition plane source, MTPS）的TCi 热传导分析仪（TCi Thermal Conductivity Analyzer）（生产自C-Therm Technologies Ltd.）以分析片状粉材的热传导性。此外，亦利用拉曼光谱仪进一步分析片状粉材的主要成份。
参照图6，由此SEM分析结果的影像图片可观察到粉材中具有颗粒状的复合壳层的菌晶粒子。每一复合壳层均呈现球状，且具有平滑的壁面。每一复合壳层的直径约为1微米，且厚度约为20奈米至40奈米。因此，可知在复合壳层内部的空气占有大部分的空间。此外，即使粉材已受到10兆帕的压力而压缩成片状，但复合壳层均可耐受此压力而未产生破裂、断裂等结构上的损坏。将片状的粉材作为试样以透过仪器进行热传导性质的分析，而得知菌晶粒子的热传导系数为0.058瓦特／公尺‧温度，热逸散率（effusivity）为124.22瓦特‧秒1/2／平方公尺‧温度（WS1/2／m2K），且热扩散系数（diffusivity）为2.54平方公尺／秒（m2／s）。由于复合壳层的内部的大部分空间都是空气，因此所测得的菌晶粒子的热传导系数极低，仅约为静止气体（stationary air）的二倍。
参照图7，EDS分析的结果表示在菌晶粒子的复合壳层检测到的元素包括：碳、氧、钨，以及其他金属（例如：钠）。由图中可知，复合壳层的金属材料可包括钨酸钠等化合物。此外，由于诸如三氧化钨或二氧化钨等的钨氧化物的晶体主要为三维立体结构，而钨酸盐类的晶体则主要为二维平面结构。因此，此金属材料的主要成份可包括钨酸钠等钨酸盐类。参照图8，拉曼光谱的分析结果显示二个主要的峰（peak）分别位于980cm-1及737 cm-1。位于980cm-1的峰主要为钨酸镁，而位于737 cm-1的峰主要为钨酸钠。由图4及图5可知，金属材料主要包括钨酸镁及钨酸钠。
根据本发明的实施例，菌晶粒子的复合壳层的厚度为奈米级且宽度为微米级，因而可推知菌晶粒子的材料体积占有率（material occupation ratio）偏低。再者，相较于具有4179公斤／立方公尺的密度的钨酸钠，菌晶粒子的密度接近钨酸钠的1/10。因此，可推知金属材料占菌晶粒子的体积的比例可为大约1/10。通常当材料的体积占有率低时，其热传导性亦相对地低。此外，当菌晶粒子可视为由二个圆顶（或称穹顶）结构（dome structure）相互连接而成。菌晶粒子的立体状态可以是球体，亦可为类似于球状的弧型立体，例如：类似橄榄球的椭圆体。或者，菌晶粒子亦可为二端均呈现圆顶状的杆状体。考量到钨酸盐类亦可用来作为石材的原料，本发明实施例的菌晶粒子即可视为具有圆顶结构的石材。以石材构成的具有穹顶状门顶（vault）的拱门（arch）来说，门顶的厚度可以小于拱门的壁面的厚度。并且，门顶的厚度可大于或等于拱门宽度的1/73，且门壁的厚度可大于或等于拱门宽度的1/37。若门壁的厚度过薄，则会导致拱门结构不稳定且于门顶及壁面的连接处产生断裂。同样地，根据本发明的实施例，当菌晶粒子的复合壳层呈杆状时，若中段部的厚度小于复合壳层的宽度的1/37，则可能会导致中段部与端部的连接处不稳定而断裂。
总言之，本发明之实施例的菌晶粒子、热传导材料及菌晶粒子的制造方法适用于制作一新颖的材料。藉由微生物矿化作用的原理，得以获得具有材料体积占有率低且热传导性质优异的菌晶粒子。并且，制作此菌晶粒子的程序简单、成本低廉且容易放大生产。此外，此菌晶粒子在10兆帕的压力下受到压缩仍保持其圆顶状结构的完整性。因此，菌晶粒子可应用于新型的热传导材料的大量制备，以使所获得的热传导材料能呈现低热传导性及耐压性，且可大幅地节省制造成本。此外，本发明之实施例的菌晶粒子还可广泛地应用于各种以低热导性奈米材料为基础的相关产品的开发。
虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神所作些许之更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。

Claims (29)

1.一种菌晶粒子，其特征在于包括：
一复合壳层，所述复合壳层为空心且具有一厚度，且所述复合壳层的材质包括：
生物材料，所述生物材料为包括革兰氏阴性菌的细胞壁或细胞膜的有机物质；及
金属材料，所述金属材料为过渡金属的氧化物、硫化物、硒化物或酸盐类化合物中的至少其中一种，所述过渡金属为钒、铌、钨、钼、钴、镍或锆；其中复合壳层是将革兰氏阴性菌置于包括碳源及金属原料的培养基中在氧气环境下培养一段时间而产生；所述金属原料在所述培养基中的浓度为0.1M至0.2M。
2.如权利要求1所述的菌晶粒子，其特征在于，所述生物材料占所述复合壳层的重量百分比为5%至80%。
3.如权利要求1所述的菌晶粒子，其特征在于，所述生物材料占所述复合壳层的重量百分比高于所述金属材料占所述复合壳层的重量百分比。
4.如权利要求1所述的菌晶粒子，其特征在于，所述革兰氏阴性菌为希瓦拉氏菌、潘朵拉氏菌、绿脓杆菌及枯草腐菌中至少其中一种。
5.如权利要求1所述的菌晶粒子，其特征在于，所述菌晶粒子经烧结后，所述金属材料占所述复合壳层的重量百分比高于所述生物材料占所述复合壳层的重量百分比。
6.如权利要求5所述的菌晶粒子，其特征在于，所述生物材料占所述复合壳层的重量百分比为1%至5%。
7.如权利要求1所述的菌晶粒子，其特征在于，所述酸盐类化合物为钒酸酸盐类化合物、铌酸酸盐类化合物、钨酸酸盐类化合物或钼酸盐类化合物。
8.如权利要求1所述的菌晶粒子，其特征在于，所述生物材料为希瓦拉氏菌的细胞壁或细胞膜，且所述金属材料由钨酸盐类化合物或钼酸盐类化合物。
9.如权利要求1所述的菌晶粒子，其特征在于，所述生物材料为潘朵拉氏菌的细胞壁或细胞膜，且所述金属材料为钼酸盐类化合物、钨酸盐类化合物或钒酸盐类化合物。
10.如权利要求1所述的菌晶粒子，其特征在于，所述复合壳层包括二半壳层，且所述二半壳层均为圆顶状。
11.如权利要求1所述的菌晶粒子，其特征在于，所述复合壳层为球状。
12.如权利要求11所述的菌晶粒子，其特征在于，所述复合壳层的直径为0 .2微米至2微米。
13.如权利要求1所述的菌晶粒子，其特征在于，所述复合壳层为杆状且具有一宽度及一长度，且包括：
一中段部；及
二端部，所述端部均为圆顶状且分别连接于所述中段部的二端；
其中，所述端部的厚度不小于所述复合壳层的宽度的1/73，且所述中段部的厚度不小于所述复合壳层的宽度的1/37。
14.如权利要求13所述的菌晶粒子，其特征在于，所述复合壳层的宽度介于0 .2微米及2微米之间。
15.如权利要求13所述的菌晶粒子，其特征在于，所述复合壳层的长度为介于1微米至10微米之间。
16.如权利要求1所述的菌晶粒子，其特征在于，所述复合壳层的厚度为介于5纳米到50纳米之间。
17.一种热传导材料，其特征在于，包括：一如权利要求1至16中任一项所述的菌晶粒子。
18.如权利要求17所述的热传导材料，其特征在于，所述菌晶粒子的热传导系数为0.027瓦/米·度至0 .15瓦/米·度。
19.一种菌晶粒子的制造方法，其特征在于，包括：将革兰氏阴性菌置于包括碳源及金属原料的培养基中在氧气环境下培养一段时间，使所述革兰氏阴性菌诱发所述金属原料进行氧化还原反应，其中所述金属原料为由钒酸、铌酸、钨酸、钼酸、钴酸、镍酸或锆酸的盐类化合物所构成；自所述培养基分离出湿粉材；及干燥所述湿粉材，以获得粉材，其中所述粉材包括至少一菌晶粒子；所述金属原料在所述培养基中的浓度为0.1M至0.2M。
20.如权利要求19所述的菌晶粒子的制造方法，其特征在于，所述培养步骤之后，更包括：
使所述培养基的上层形成泡沫；及
自所述泡沫分离出悬浮物，以得到湿粉材。
21.如权利要求19所述的菌晶粒子的制造方法，其特征在于，所述革兰氏阴性菌为希瓦拉菌、潘朵拉菌、绿脓杆菌及枯草腐菌中至少其中一种。
22.如权利要求19所述的菌晶粒子的制造方法，其特征在于，所述革兰氏阴性菌为希瓦拉氏菌，且所述金属原料为钨酸盐类化合物或钼酸盐类化合物。
23.如权利要求19所述的菌晶粒子的制造方法，其特征在于，所述革兰氏阴性菌为潘朵拉氏菌，且所述金属原料为钼酸盐类化合物、钨酸盐类化合物或钒酸盐类化合物。
24.如权利要求19所述的菌晶粒子的制造方法，其特征在于，所述培养步骤中，所述革兰氏阴性菌受到受迫反应（stress response）而使所述革兰氏阴性菌的所述细胞壁或所述细胞膜形成二个圆顶状的部分，并且使所述菌晶粒子的复合壳层为球状或为具有二个呈圆顶状的半壳层的杆状。
25.如权利要求19所述的菌晶粒子的制造方法，其特征在于，所述粉材的密度为420公斤／立方米。
26.如权利要求19所述的菌晶粒子的制造方法，其特征在于，所述培养步骤包括：将革兰氏阴性菌置于所述培养基中，且在37℃的氧气环境下培养一段时间。
27.如权利要求19所述的菌晶粒子的制造方法，其特征在于，所述培养基为LB培养基或M9培养基。
28.如权利要求19所述的菌晶粒子的制造方法，其特征在于，所述培养步骤的所述培养时间为3至5天。
29.如权利要求19所述的菌晶粒子的制造方法，其特征在于，所述碳源在所述培养基中的浓度为0.01M至0.2M。
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