中草药及其水溶液中的重金属（Pb，Cd，Hg，As和Cr等）不仅对生物体造成严重的毒害，而且很大程度上阻碍了我国中草药事业在国际上的发展。传统的重金属脱除技术存在很多不足，如成本高、效果差、不适合大规模投产以及容易造成二次污染等。目前用于脱除中药中重金属的材料同样存在很多缺点，如对微量的重金属不够敏感，容易改变中药药效成分的性质和含量、应用范围狭窄等。因此，目前亟待开发一类低廉高效、对微量重金属反应敏感的环境友好型材料。目前对重金属的毒性机理公认的解释是，当重金属进入生物体后，能够与生物体内的化学组分发生相互作用，从而严重影响生物体的正常生理功能。这一事实说明生物体中的细胞壁，细胞质，蛋白质，酶和骨等组织中的化学组分对微量的重金属非常敏感，即这些组织结构对重金属有很强的固着作用。所以，根据重金属对生物体的毒性机理，我们尝试合成能够脱除微量重金属的仿生材料。本工作合成了三种仿生材料，即仿细胞壁材料、仿骨材料和含巯基材料。首先，用壳聚糖和聚天冬酰胺合成了仿细胞壁材料，考察了其对重金属离子的相互作用，结果表明，此类材料对高浓度下的重金属离子(Pb²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺)具有良好的脱除效果，但是对低浓度的重金属离子固着作用较弱；由于吸附平衡常数太小限制了材料对重金属离子的吸附量，同时其对Cr2O72-和AsO33-等阴离子几乎没有任何作用。受“一些重金属离子进入生物体后能与骨中的成分发生相互作用”这一现象启发，本工作以羟基磷灰石（HAP）模仿骨中的无机成分，以壳聚糖和聚天冬氨酸模仿骨中的有机成分合成了复合仿骨材料，同时研究了其对重金属的脱除性能。结果表明，复合仿骨材料对低浓度下的重金属阳离子(Pb²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺, Cr³⁺)具有显著的脱除效果，但是对Cr（VI）和As（III）等离子的脱除作用仍不理想。为进一步寻找生物体内强力固着重金属的物种，依据“重金属离子被生物体摄取后，会取代生物体酶中必需金属离子的位置，从而使酶失去活性”这一共识，本工作又考察了生物体内可能存在的无机物种对重金属离子的固着作用，同时用含巯基的物质和一些生物体存在的无机物种合成了一些复合材料，并研究了它们对重金属离子的脱除性能，结果表明这些材料对低浓度的Pb²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺、Cr³⁺和As（III）均表现出优异的脱除效果。最后，考察了材料中所含离子或官能团对不同类型的中药——麻黄、黄莲和甘草中药效成分的相互作用，以及所制备的材料对中药水提液中重金属的脱除效果。