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內(nèi)容簡介

　　仿生材料是通過學(xué)習(xí)、模仿和優(yōu)化自然界生物材料的結(jié)構(gòu)與功能，開發(fā)出的新一代材料，具有性能優(yōu)于傳統(tǒng)人工材料、可更好服務(wù)于人類等特點(diǎn)。仿生材料的研究將自然界材料的結(jié)構(gòu)和功能協(xié)同互補(bǔ)有機(jī)結(jié)合，為解決現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)難題提供了新思路、新理論和新方法。本書共分9章，系統(tǒng)闡釋了仿生材料的研究內(nèi)容與研究意義、可供模仿的材料模本、仿生材料的設(shè)計(jì)理念與基本要素，重點(diǎn)介紹了各類仿生材料的研究熱點(diǎn)、設(shè)計(jì)原則、應(yīng)用領(lǐng)域。本書具有系統(tǒng)性、前沿性、創(chuàng)新性和趣味性，特別是書中詳述的大量生動實(shí)例和最新研究進(jìn)展，將會讓讀者收獲頗豐。本書可作為仿生科學(xué)與工程、材料科學(xué)與工程、化學(xué)、生物工程、機(jī)械工程等專業(yè)的教師、本科生、研究生的教學(xué)或科學(xué)研究參考書，也可供相關(guān)學(xué)科專業(yè)的研究人員、技術(shù)人員和管理人員參考。

作者簡介

　　梁云虹，吉林大學(xué)工程仿生重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，教授，博士生導(dǎo)師，工程仿生國家地方聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任、工程仿生國家國際合作基地副主任，英國曼徹斯特大學(xué)航天與機(jī)械學(xué)院訪問學(xué)者。國家自然科優(yōu)秀青年基金獲得者，國家未來科學(xué)家項(xiàng)目獲得者，吉林大學(xué)唐匡特聘領(lǐng)軍教授、吉林大學(xué)雙帶頭人工作室負(fù)責(zé)人、吉林大學(xué)優(yōu)秀青年教師精英培養(yǎng)計(jì)劃獲得者。人才項(xiàng)目評審專家，學(xué)位論文評審專家、國家自然基金項(xiàng)目評審專家。擔(dān)任國際仿生工程學(xué)會青年委員、《JournalofBionicEngineering》、《Bio-DesignandManufacturing》青年編委和吉林省增材制造學(xué)會秘書長等。近年來主要從事仿生功能材料制造與多功能3D打印裝備開發(fā)研究，主持主持國家自然基金、科技部重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)子項(xiàng)、裝備預(yù)研聯(lián)合基金、軍委基礎(chǔ)加強(qiáng)課題等國家、省部級項(xiàng)目20余項(xiàng)；一作者或通訊在AdvancedScience、AdvancedFunctionalMaterials、Small等雜志發(fā)表SCII/EI論文60篇以上，出版《仿生學(xué)導(dǎo)論》、《耦合仿生學(xué)》專著2部，牽頭制訂機(jī)械部件輕量化國家團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。獲吉林省青年科技獎、中國商業(yè)聯(lián)合會科技進(jìn)步二等獎、中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)系合科技進(jìn)步二等獎、科技進(jìn)步二等獎、吉林省技術(shù)發(fā)明獎一等獎、吉林省自然科學(xué)學(xué)術(shù)成果獎二等獎等省部級獎勵7項(xiàng)。

圖書目錄

第1章材料仿生學(xué)概述001
1.1材料仿生學(xué)含義001
1.2材料仿生學(xué)研究內(nèi)容002
1.3仿生材料的分類007
1.4材料仿生學(xué)研究意義009
參考文獻(xiàn)009
第2章大自然中的材料011
2.1生物材料011
2.1.1生物功能材料特性研究011
2.1.2生物現(xiàn)象材料特性研究015
2.2生活材料018
2.2.1日常生活材料研究018
2.2.2人文生活材料研究023
2.2.3本體生活材料研究027
2.3生境材料035
2.3.1自然景觀材料研究036
2.3.2自然現(xiàn)象材料研究041
2.3.3自然生態(tài)材料研究046
參考文獻(xiàn)049
第3章材料仿生設(shè)計(jì)理念054
3.1基于生物材料成分與結(jié)構(gòu)特性的設(shè)計(jì)054
3.2基于生物材料形成過程的仿生設(shè)計(jì)059
3.3基于生物質(zhì)的仿生設(shè)計(jì)066
3.3.1動物生物質(zhì)材料仿生設(shè)計(jì)066
3.3.2植物生物質(zhì)材料仿生設(shè)計(jì)073
3.3.3微生物生物質(zhì)材料仿生設(shè)計(jì)080
3.4基于物質(zhì)與能量傳遞行為的仿生設(shè)計(jì)083
3.4.1光合作用084
3.4.2新陳代謝087
3.5基于生境材料的仿生設(shè)計(jì)089
參考文獻(xiàn)093
第4章材料仿生研究前沿097
4.1仿生超材料097
4.2仿生石墨烯材料103
4.3類生命仿生活性材料108
4.4微型電池仿生材料112
4.5仿生類腦材料117
4.6仿生柔性傳感材料120
參考文獻(xiàn)124
第5章仿生復(fù)合材料127
5.1仿生復(fù)合材料設(shè)計(jì)原則127
5.1.1復(fù)合相設(shè)計(jì)127
5.1.2復(fù)合界面設(shè)計(jì)130
5.2仿生高分子基復(fù)合材料134
5.3仿生金屬基復(fù)合材料138
5.4仿生無機(jī)非金屬基復(fù)合材料141
參考文獻(xiàn)144
第6章仿生結(jié)構(gòu)材料146
6.1仿生結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì)原則146
6.2仿生多孔結(jié)構(gòu)材料153
6.3仿生螺旋結(jié)構(gòu)材料157
6.4仿生梯度結(jié)構(gòu)材料160
參考文獻(xiàn)164
第7章仿生功能材料167
7.1仿生功能材料設(shè)計(jì)原則167
7.2仿生超浸潤材料171
7.3仿生變色材料177
7.4仿生超強(qiáng)韌材料181
參考文獻(xiàn)185
第8章仿生智能材料187
8.1仿生智能材料設(shè)計(jì)原則187
8.2仿生感知與驅(qū)動材料189
8.3仿生4D材料197
8.4仿生形狀記憶材料201
8.5仿生傳感材料206
參考文獻(xiàn)212
第9章結(jié)論與展望215