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仿生智能納米材料-納米科學(xué)與技術(shù) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030458940
- 條形碼：9787030458940 ; 978-7-03-045894-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
仿生智能納米材料-納米科學(xué)與技術(shù) 本書特色
仿生智能納米材料是利用自然的仿生原理來設(shè)計合成的具有特殊優(yōu)異性能的功能和智能材料。它是材料、化學(xué)、物理、生物、納米技術(shù)、先進制造技術(shù)、信息技術(shù)等多學(xué)科交叉的前沿研究熱點之一。仿生智能納米材料的設(shè)計、可控制備和結(jié)構(gòu)性能表征均涉及材料科學(xué)的*前沿領(lǐng)域，代表了材料科學(xué)的*活躍方面和***的發(fā)展方向，它將對經(jīng)濟、社會、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生十分重要的影響。 《仿生智能納米材料》一書匯聚了作者多年來在該領(lǐng)域的研究成果，同時介紹了國內(nèi)外同行**的研究進展。《仿生智能納米材料》圖文并茂、深入淺出，從具有特殊優(yōu)異性能的生物原型材料入手，將仿生材料的設(shè)計理念、材料結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系、智能驅(qū)動原理及在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用進行了系統(tǒng)的介紹。
仿生智能納米材料-納米科學(xué)與技術(shù) 內(nèi)容簡介
《仿生智能納米材料》不僅對該領(lǐng)域的科研人員具有重要的參考價值，而且適用于對自然科學(xué)感興趣的大中學(xué)生。相信《仿生智能納米材料》會引起人們對仿生智能納米材料的廣泛興趣。
仿生智能納米材料-納米科學(xué)與技術(shù) 目錄
目錄
《納米科學(xué)與技術(shù)》叢書序
前言
第1章仿生智能納米材料概述1
1.1仿生納米材料的概念1
1.2仿生納米材料的智能性2
1.3仿生材料的研究內(nèi)容3
1.3.1材料的仿生制備3
1.3.2結(jié)構(gòu)仿生和功能仿生6
1.3.3仿生能源材料與器件12
參考文獻15
第2章仿生智能納米孔道19
2.1概述19
2.1.1生物孔道與仿生原理19
2.1.2仿生仿生固體納米孔道21
2.1.3仿生智能納米孔道響應(yīng)性納米孔道24
2.1.4智能納米孔道及其功能化26
2.2納米孔道離子輸運特性基本理論28
2.2.1雙電層理論28
2.2.2納米孔中的電動效應(yīng)29
2.2.3納米孔中的電動理論34
2.2.4納米孔器件37
2.2.5能量轉(zhuǎn)換39
2.3生物與仿生孔道體系42
2.3.1蛋白質(zhì)孔道42
2.3.2仿生固體納米孔道（非響應(yīng)性）45
2.3.3仿生智能納米孔道（響應(yīng)性）45
2.4基于仿生智能納米孔道的先進能源轉(zhuǎn)換體系58
2.4.1基于納米孔道的機械能電能轉(zhuǎn)換59
2.4.2基于仿生智能納米孔道的鹽差能轉(zhuǎn)換63
2.4.3基于仿生智能納米孔道的其他先進能源轉(zhuǎn)換體系65
2.4.4結(jié)論與展望69
參考文獻69
第3章微流控芯片實驗室75
3.1微流控芯片實驗室技術(shù)的介紹75
3.2微流控芯片材料與制備技術(shù)80
3.2.1微流控芯片材料80
3.2.2硅、玻璃和石英微流控芯片的制備技術(shù)82
3.2.3高分子聚合物微流控芯片的制備技術(shù)87
3.3微流控芯片中微流體的控制技術(shù)91
3.3.1微流體的驅(qū)動與控制技術(shù)91
3.3.2進樣與樣品預(yù)處理技術(shù)94
3.3.3微混合微混合與微反應(yīng)微反應(yīng)技術(shù)98
3.4微流控芯片的檢測技術(shù)103
3.5微流控芯片的應(yīng)用104
3.5.1在核酸研究中的應(yīng)用104
3.5.2在蛋白質(zhì)研究中的應(yīng)用105
3.5.3在離子和小分子研究中的應(yīng)用106
3.5.4在細胞水平上的應(yīng)用107
3.5.5在細胞全分析中的應(yīng)用109
參考文獻110
第4章仿生表面梯度材料116
4.1生物表面生物表面的梯度梯度特征與功能116
4.1.1潤濕蜘蛛絲蜘蛛絲的方向集水性集水性116
4.1.2超疏水蝴蝶翅膀蝴蝶翅膀的方向性黏附方向性黏附121
4.1.3微液在荷葉表面動態(tài)懸浮和微納米結(jié)構(gòu)潤濕性梯度潤濕性梯度125
4.1.4荷葉葉緣限流128
4.1.5階梯階梯鋸齒的超順磁微滴行為的各向異性各向異性133
4.1.6沙漠甲蟲甲蟲取水136
4.1.7水黽腿水黽腿的疏水結(jié)構(gòu)137
4.1.8水鳥啄食的毛細毛細棘輪效應(yīng)138
4.1.9非對稱非對稱的納米結(jié)構(gòu)與液滴定向鋪展定向鋪展139
4.1.10植物植物中水的運輸遵循murray定律140
4.1.11樹木集水方式140
4.2典型梯度表面的可控制備141
4.2.1傾斜幾何梯度幾何梯度表面的制備141
4.2.2曲率粗糙梯度曲率粗糙梯度纖維的制備152
4.2.3類甲殼蟲異質(zhì)圖案異質(zhì)圖案的表面163
4.2.4類水黽腿表面的**超疏水性165
4.2.5小結(jié)168
參考文獻168
第5章仿生智能人工肌肉172
5.1引言172
5.2形狀記憶合金與聚合物173
5.2.1形狀記憶合金173
5.2.2形狀記憶聚合物178
5.3電活性聚合物184
5.3.1介電彈性體184
5.3.2納米碳材料驅(qū)動器190
5.3.3導(dǎo)電聚合物導(dǎo)電聚合物197
5.3.4離子聚合物金屬復(fù)合物離子聚合物金屬復(fù)合物209
5.4非電場響應(yīng)的聚合物及其復(fù)合材料216
5.4.1熱、光致形變聚合物216
5.4.2濕度誘導(dǎo)形變聚合物濕度誘導(dǎo)形變聚合物220
5.4.3生物分子人工肌肉生物分子人工肌肉223
5.5本章小結(jié)226
參考文獻226
第6章仿生結(jié)構(gòu)納米材料238
6.1引言238
6.2仿生高強超韌層狀復(fù)合材料復(fù)合材料——貝殼珍珠層239
6.2.1貝殼珍珠層的組成與結(jié)構(gòu)240
6.2.2貝殼珍珠層層狀結(jié)構(gòu)的增韌機制242
6.2.3貝殼珍珠層層狀結(jié)構(gòu)的仿生制備243
6.3天然多級蜂窩形多孔材料多孔材料248
6.3.1云杉等木材中的蜂窩型結(jié)構(gòu)249
6.3.2松質(zhì)骨蜂窩型結(jié)構(gòu)250
6.3.3玻璃海綿多孔結(jié)構(gòu)252
6.3.4鳥類喙蜂窩型結(jié)構(gòu)256
6.4天然多級多尺度多尺度復(fù)合材料261
6.4.1海洋生物扭曲夾板纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)261
6.4.2密質(zhì)骨類多級復(fù)合結(jié)構(gòu)材料263
6.4.3牙齒釉質(zhì)多級復(fù)合結(jié)構(gòu)材料266
6.5仿生空心結(jié)構(gòu)材料267
6.6結(jié)論與展望268
參考文獻268
第7章仿生纖維材料273
7.1引言273
7.2天然生物纖維274
7.2.1植物纖維274
7.2.2動物纖維279
7.3人造纖維材料284
7.3.1制備方法284
7.4靜電紡絲法制備仿生納米纖維材料及應(yīng)用285
7.4.1靜電紡絲技術(shù)簡介285
7.4.2仿生制備單根纖維286
7.4.3仿生制備有序纖維結(jié)構(gòu)291
7.4.4電紡纖維性質(zhì)及應(yīng)用293
7.5總結(jié)與展望297
參考文獻297
第8章仿生自修復(fù)材料304
8.1仿生自修復(fù)材料簡介304
8.2高分子材料自修復(fù)概念的發(fā)展305
8.3**代和第二代自修復(fù)高分子材料306
8.3.1**代自修復(fù)高分子材料306
8.3.2第二代自修復(fù)高分子材料307
8.4基于可逆化學(xué)鍵的自修復(fù)高分子309
8.4.1基于可逆共價鍵可逆共價鍵的自修復(fù)高分子309
8.4.2基于可逆非共價鍵可逆非共價鍵的自修復(fù)高分子312
8.5基于其他機理的自修復(fù)高分子314
8.6自感應(yīng)型自修復(fù)高分子的發(fā)展316
8.7自修復(fù)高分子研究展望318
8.8自修復(fù)無機材料319
8.8.1自修復(fù)金屬材料自修復(fù)金屬材料319
8.8.2自修復(fù)無機非金屬材料自修復(fù)無機非金屬材料320
8.9仿生自修復(fù)材料的應(yīng)用前景322
參考文獻322
第9章仿生智能光電轉(zhuǎn)換材料與器件327
9.1生命中的光能利用系統(tǒng)327
9.2仿生能量轉(zhuǎn)換材料的設(shè)計思路329
9.3智能納米孔道在能量轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用332
9.3.1模仿電鰻魚——將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能332
9.3.2模仿綠葉——將光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能335
9.3.3模仿菌紫質(zhì)——將光能轉(zhuǎn)換為電能337
9.4仿生微納米結(jié)構(gòu)光電功能材料340
9.4.1染料敏化太陽能電池的工作原理340
9.4.2染料敏化太陽能電池器件的組成部分342
9.4.3微納米多尺度結(jié)構(gòu)在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用344
9.5展望354
參考文獻354
第10章生物能源357
10.1生物質(zhì)與生物能源轉(zhuǎn)化357
10.1.1生物能源概念357
10.1.2生物質(zhì)的能源利用方式與轉(zhuǎn)化357
10.1.3生物能源的意義360
10.2生物能源生物轉(zhuǎn)化技術(shù)360
10.2.1生物乙醇360
10.2.2生物丁醇372
10.2.3厭氧消化產(chǎn)沼氣377
10.2.4生物制氫383
10.2.5微生物燃料電池388
參考文獻393
第11章仿生傳熱、隔熱材料396
11.1強化傳熱材料396
11.1.1沸騰傳熱沸騰傳熱396
11.1.2特殊浸潤性表面的冷凝傳熱421
11.2高效隔熱材料隔熱材料431
11.2.1隔熱材料的分類431
11.2.2多空腔多空腔纖維/管材料432
11.2.3具有多尺寸內(nèi)部結(jié)構(gòu)的零維微/納米材料442
11.2.4氣凝膠氣凝膠453
參考文獻464
索引474
《納米科學(xué)與技術(shù)》叢書序
前言
第1章仿生智能納米材料概述1
1.1仿生納米材料的概念1
1.2仿生納米材料的智能性2
1.3仿生材料的研究內(nèi)容3
1.3.1材料的仿生制備3
1.3.2結(jié)構(gòu)仿生和功能仿生6
1.3.3仿生能源材料與器件12
參考文獻15
第2章仿生智能納米孔道19
2.1概述19
2.1.1生物孔道與仿生原理19
2.1.2仿生仿生固體納米孔道21
2.1.3仿生智能納米孔道響應(yīng)性納米孔道24
2.1.4智能納米孔道及其功能化26
2.2納米孔道離子輸運特性基本理論28
2.2.1雙電層理論28
2.2.2納米孔中的電動效應(yīng)29
2.2.3納米孔中的電動理論34
2.2.4納米孔器件37
2.2.5能量轉(zhuǎn)換39
2.3生物與仿生孔道體系42
2.3.1蛋白質(zhì)孔道42
2.3.2仿生固體納米孔道（非響應(yīng)性）45
2.3.3仿生智能納米孔道（響應(yīng)性）45
2.4基于仿生智能納米孔道的先進能源轉(zhuǎn)換體系58
2.4.1基于納米孔道的機械能電能轉(zhuǎn)換59
2.4.2基于仿生智能納米孔道的鹽差能轉(zhuǎn)換63
2.4.3基于仿生智能納米孔道的其他先進能源轉(zhuǎn)換體系65
2.4.4結(jié)論與展望69
參考文獻69
第3章微流控芯片實驗室75
3.1微流控芯片實驗室技術(shù)的介紹75
3.2微流控芯片材料與制備技術(shù)80
3.2.1微流控芯片材料80
3.2.2硅、玻璃和石英微流控芯片的制備技術(shù)82
3.2.3高分子聚合物微流控芯片的制備技術(shù)87
3.3微流控芯片中微流體的控制技術(shù)91
3.3.1微流體的驅(qū)動與控制技術(shù)91
3.3.2進樣與樣品預(yù)處理技術(shù)94
3.3.3微混合微混合與微反應(yīng)微反應(yīng)技術(shù)98
3.4微流控芯片的檢測技術(shù)103
3.5微流控芯片的應(yīng)用104
3.5.1在核酸研究中的應(yīng)用104
3.5.2在蛋白質(zhì)研究中的應(yīng)用105
3.5.3在離子和小分子研究中的應(yīng)用106
3.5.4在細胞水平上的應(yīng)用107
3.5.5在細胞全分析中的應(yīng)用109
參考文獻110
第4章仿生表面梯度材料116
4.1生物表面生物表面的梯度梯度特征與功能116
4.1.1潤濕蜘蛛絲蜘蛛絲的方向集水性集水性116
4.1.2超疏水蝴蝶翅膀蝴蝶翅膀的方向性黏附方向性黏附121
4.1.3微液在荷葉表面動態(tài)懸浮和微納米結(jié)構(gòu)潤濕性梯度潤濕性梯度125
4.1.4荷葉葉緣限流128
4.1.5階梯階梯鋸齒的超順磁微滴行為的各向異性各向異性133
4.1.6沙漠甲蟲甲蟲取水136
4.1.7水黽腿水黽腿的疏水結(jié)構(gòu)137
4.1.8水鳥啄食的毛細毛細棘輪效應(yīng)138
4.1.9非對稱非對稱的納米結(jié)構(gòu)與液滴定向鋪展定向鋪展139
4.1.10植物植物中水的運輸遵循murray定律140
4.1.11樹木集水方式140
4.2典型梯度表面的可控制備141
4.2.1傾斜幾何梯度幾何梯度表面的制備141
4.2.2曲率粗糙梯度曲率粗糙梯度纖維的制備152
4.2.3類甲殼蟲異質(zhì)圖案異質(zhì)圖案的表面163
4.2.4類水黽腿表面的**超疏水性165
4.2.5小結(jié)168
參考文獻168
第5章仿生智能人工肌肉172
5.1引言172
5.2形狀記憶合金與聚合物173
5.2.1形狀記憶合金173
5.2.2形狀記憶聚合物178
5.3電活性聚合物184
5.3.1介電彈性體184
5.3.2納米碳材料驅(qū)動器190
5.3.3導(dǎo)電聚合物導(dǎo)電聚合物197
5.3.4離子聚合物金屬復(fù)合物離子聚合物金屬復(fù)合物209
5.4非電場響應(yīng)的聚合物及其復(fù)合材料216
5.4.1熱、光致形變聚合物216
5.4.2濕度誘導(dǎo)形變聚合物濕度誘導(dǎo)形變聚合物220
5.4.3生物分子人工肌肉生物分子人工肌肉223
5.5本章小結(jié)226
參考文獻226
第6章仿生結(jié)構(gòu)納米材料238
6.1引言238
6.2仿生高強超韌層狀復(fù)合材料復(fù)合材料——貝殼珍珠層239
6.2.1貝殼珍珠層的組成與結(jié)構(gòu)240
6.2.2貝殼珍珠層層狀結(jié)構(gòu)的增韌機制242
6.2.3貝殼珍珠層層狀結(jié)構(gòu)的仿生制備243
6.3天然多級蜂窩形多孔材料多孔材料248
6.3.1云杉等木材中的蜂窩型結(jié)構(gòu)249
6.3.2松質(zhì)骨蜂窩型結(jié)構(gòu)250
6.3.3玻璃海綿多孔結(jié)構(gòu)252
6.3.4鳥類喙蜂窩型結(jié)構(gòu)256
6.4天然多級多尺度多尺度復(fù)合材料261
6.4.1海洋生物扭曲夾板纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)261
6.4.2密質(zhì)骨類多級復(fù)合結(jié)構(gòu)材料263
6.4.3牙齒釉質(zhì)多級復(fù)合結(jié)構(gòu)材料266
6.5仿生空心結(jié)構(gòu)材料267
6.6結(jié)論與展望268
參考文獻268
第7章仿生纖維材料273
7.1引言273
7.2天然生物纖維274
7.2.1植物纖維274
7.2.2動物纖維279
7.3人造纖維材料284
7.3.1制備方法284
7.4靜電紡絲法制備仿生納米纖維材料及應(yīng)用285
7.4.1靜電紡絲技術(shù)簡介285
7.4.2仿生制備單根纖維286
7.4.3仿生制備有序纖維結(jié)構(gòu)291
7.4.4電紡纖維性質(zhì)及應(yīng)用293
7.5總結(jié)與展望297
參考文獻297
第8章仿生自修復(fù)材料304
8.1仿生自修復(fù)材料簡介304
8.2高分子材料自修復(fù)概念的發(fā)展305
8.3**代和第二代自修復(fù)高分子材料306
8.3.1**代自修復(fù)高分子材料306
8.3.2第二代自修復(fù)高分子材料307
8.4基于可逆化學(xué)鍵的自修復(fù)高分子309
8.4.1基于可逆共價鍵可逆共價鍵的自修復(fù)高分子309
8.4.2基于可逆非共價鍵可逆非共價鍵的自修復(fù)高分子312
8.5基于其他機理的自修復(fù)高分子314
8.6自感應(yīng)型自修復(fù)高分子的發(fā)展316
8.7自修復(fù)高分子研究展望318
8.8自修復(fù)無機材料319
8.8.1自修復(fù)金屬材料自修復(fù)金屬材料319
8.8.2自修復(fù)無機非金屬材料自修復(fù)無機非金屬材料320
8.9仿生自修復(fù)材料的應(yīng)用前景322
參考文獻322
第9章仿生智能光電轉(zhuǎn)換材料與器件327
9.1生命中的光能利用系統(tǒng)327
9.2仿生能量轉(zhuǎn)換材料的設(shè)計思路329
9.3智能納米孔道在能量轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用332
9.3.1模仿電鰻魚——將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能332
9.3.2模仿綠葉——將光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能335
9.3.3模仿菌紫質(zhì)——將光能轉(zhuǎn)換為電能337
9.4仿生微納米結(jié)構(gòu)光電功能材料340
9.4.1染料敏化太陽能電池的工作原理340
9.4.2染料敏化太陽能電池器件的組成部分342
9.4.3微納米多尺度結(jié)構(gòu)在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用344
9.5展望354
參考文獻354
第10章生物能源357
10.1生物質(zhì)與生物能源轉(zhuǎn)化357
10.1.1生物能源概念357
10.1.2生物質(zhì)的能源利用方式與轉(zhuǎn)化357
10.1.3生物能源的意義360
10.2生物能源生物轉(zhuǎn)化技術(shù)360
10.2.1生物乙醇360
10.2.2生物丁醇372
10.2.3厭氧消化產(chǎn)沼氣377
10.2.4生物制氫383
10.2.5微生物燃料電池388
參考文獻393
第11章仿生傳熱、隔熱材料396
11.1強化傳熱材料396
11.1.1沸騰傳熱沸騰傳熱396
11.1.2特殊浸潤性表面的冷凝傳熱421
11.2高效隔熱材料隔熱材料431
11.2.1隔熱材料的分類431
11.2.2多空腔多空腔纖維/管材料432
11.2.3具有多尺寸內(nèi)部結(jié)構(gòu)的零維微/納米材料442
11.2.4氣凝膠氣凝膠453
參考文獻464
索引474
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