生物化学
氨基酸是形成蛋白质的基本元件。每一种氨基酸都含有氨基端（-NH）和羧基端（-COOH），属于两性（可既带正电又带负电，即带有酸性又带有碱性）分子；其碳α原子上连接着侧链，而氨基端、羧基端和碳α原子则被称为主链（在蛋白质和多肽中）。氨基酸的特点主要由其侧链的化学性质的不同来表现。根据侧链化学性质的不同，氨基酸可以被分为带电氨基酸（如精氨酸、谷氨酸）、极性氨基酸（如丝氨酸）、非极性氨基酸（如苯丙氨酸）等。
陶瓷工程
构建这些复合材料的原材料基本上开始于20种氨基酸，随后被加工成为多肽、多糖、多肽糖。这些物质组成了基本的蛋白质，是大多数生物矿物软组织的主要成分。尽管蛋白质的种类超过1000种，现在的研究主要集中于胶原蛋白，甲壳素，角蛋白和弹性蛋白。这些物质通常会被晶体矿物增加强度，而这些晶体所生长的生物环境决定了每个晶体的大小、形状和分布。生成晶体最重要的矿物被认为是羟基磷灰石，硅和文石。复合材料的几个主要分类如生物陶瓷、聚合复合材料、弹性体和细胞物质的主要力学特征和结构都已经发表。每一类别都有特定的系统被人们重点研究，以探索其微结构和力学性质的关系。 自然界中无机材料的结晶可以在通常的温度和压力下完成。然而更重要的一点是生物可以不停的使用这些矿物质生产这些极其精确和复杂的结构。对活的生物体控制晶体矿物如二氧化硅的生长的研究可以帮助我们发展材料科学领域，同时为纳米复合材料的合成技术打开一扇门。