生物化工是一门集生命科学、化学工程与生物技术于一体的交叉学科，旨在利用生物体或生物过程来生产化学品、材料、能源及医药产品。随着全球对可持续发展的重视，生物化工在绿色制造、环境保护和资源利用方面展现出巨大潜力。

生物化工的核心技术包括发酵工程、酶工程、代谢工程及下游处理技术。通过基因工程改造微生物或细胞，生物化工能够高效合成传统化工难以生产的复杂分子，如抗生素、氨基酸和生物燃料。例如，利用大肠杆菌生产胰岛素，不仅提高了产量，还降低了成本，使糖尿病治疗更加普及。

在能源领域，生物化工推动了生物燃料的开发，如生物乙醇和生物柴油，减少了对化石燃料的依赖。同时，生物降解塑料的研发有助于缓解白色污染问题，促进循环经济发展。

尽管生物化工前景广阔，但也面临挑战，如过程优化、规模化生产的经济性以及生物安全监管。未来，随着合成生物学和人工智能的融合，生物化工有望实现更精准的设计与控制，为人类健康和可持续发展贡献更多创新解决方案。