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産品特色

內容簡介

　　仿生智能納米材料是利用自然的仿生原理來設計閤成的具有特殊優異性能的功能和智能材料。它是材料、化學、物理、生物、納米技術、先進製造技術、信息技術等多學科交叉的前沿研究熱點之一。仿生智能納米材料的設計、可控製備和結構性能錶徵均涉及材料科學的前沿領域，代錶丁材料科學的活躍方麵和先進的發展方嚮，它將對經濟、社會、科學技術的發展産生十分重要的影響。
　　《仿生智能納米材料》匯聚瞭作者多年來在該領域的研究成果，同時介紹瞭國內外同行新的研究進展。《仿生智能納米材料》圖文並茂、深入淺齣，從具有特殊優異性能的生物原型材料入手，將仿生材料的設計理念、材料結構與功能關係、智能驅動原理及在生産、生活中的應用進行瞭係統的介紹。
　　《仿生智能納米材料》不僅對該領域的科研人員具有重要的參考價值，而且適用於對自然科學感興趣的大中學生。相信《仿生智能納米材料》會引起人們對仿上生智能納米材料的廣泛興趣。

目錄

《納米科學與技術》叢書序
前言

第1章 仿生智能納米材料概述
1．1 仿生納米材料的概念
1．2 仿生納米材料的智能性
1．3 仿生材料的研究內容
1．3．1 材料的仿生製備
1．3．2 結構仿生和功能仿生
1．3．3 仿生能源材料與器件
參考文獻

第2章 仿生智能納米孔道
2．1 概述
2．1．1 生物孔道與仿生原理
2．1．2 仿生固體納米孔道
2．1．3 響應性納米孔道
2．1．4 智能納米孔道及其功能化
2．2 納米孔道離子輸運特性基本理論
2．2．1 雙電層理論
2．2．2 納米孔中的電動效應
2．2．3 納米孔中的電動理論
2．2．4 納米孔器件
2．2．5 能量轉換
2．3 生物與仿生孔道體係
2．3．1 蛋白質孔道
2．3．2 仿生固體納米孔道（非響應性）
2．3．3 仿生智能納米孔道（響應性）
2．4 基於仿生智能納米孔道的先進能源轉換體係
2．4．1 基於納米孔道的機械能電能轉換
2．4．2 基於仿生智能納米孔道的鹽差能轉換
2．4．3 基於仿生智能納米孔道的其他先進能源轉換體係
2．4．4 結論與展望
參考文獻

第3章 微流控芯片實驗室
3．1 微流控芯片實驗室技術的介紹
3．2 微流控芯片材料與製備技術
3．2．1 微流控芯片材料
3．2．2 矽、玻璃和石英微流控芯片的製備技術
3．2．3 高分子聚閤物微流控芯片的製備技術
3．3 微流控芯片中微流體的控製技術
3．3．1 微流體的驅動與控製技術
3．3．2 進樣與樣品預處理技術
3．3．3 微混閤與微反應技術-
3．4 微流控芯片的檢測技術
3．5 微流控芯片的應用
3．5．1 在核酸研究中的應用
3．5．2 在蛋白質研究中的應用
3．5．3 在離子和小分子研究中的應用
3．5．4 在細胞水平上的應用
3．5．5 在細胞全分析中的應用
參考文獻

第4章 仿生錶麵梯度材料
4．1 生物錶麵的梯度特徵與功能
4．1．1 潤濕蜘蛛絲的方嚮集水性
4．1．2 超疏水蝴蝶翅膀的方嚮性黏附
4．1．3 微液在荷葉錶麵動態懸浮和微納米結構潤濕性梯度
4．1．4 荷葉葉緣限流
4．1．5 階梯鋸齒的趟順磁微滴行為的各嚮異性
4．1．6 沙漠甲蟲取水
4．1．7 水黽腿的疏水結構
4．1．8 水鳥啄食的毛細棘輪效應
4．1．9 非對稱的納米結構與液滴定嚮鋪展
4．1．10 植物中水的運輸遵循Murray定律
4．1．11 樹木集水方式
4．2 典型梯度錶麵的可控製備
4．2．1 傾斜幾何梯度錶麵的製備
4．2．2 麯率粗糙梯度縴維的製備
4．2．3 類甲殼蟲異質圖案的錶麵
4．2．4 類水黽腿錶麵的極端超疏水性
4．2．5 小結
參考文獻

第5章 仿生智能人工肌肉
5．1 引言
5．2 形狀記憶閤金與聚閤物
5．2．1 形狀記憶閤金
5．2．2 形狀記憶聚閤物
5．3 電活性聚閤物
5．3．1 介電彈性體
5．3．2 納米碳材料驅動器
5．3．3 導電聚閤物
5．3．4 離子聚閤物-金屬復閤物
5．4 非電場響應的聚閤物及其復閤材料
5．4．1 熱、光緻形變聚閤物
5．4．2 濕度誘導形變聚閤物
5．4．3 生物分子人工肌肉
5．5 本章小結
參考文獻

第6章 仿生結構納米材料
6．1 引言
6．2 仿生高強超韌層狀復閤材料——貝殼珍珠層
6．2．1 貝殼珍珠層的組成與結構
6．2．2 貝殼珍珠層層狀結構的增韌機製
6．2．3 貝殼珍珠層層狀結構的仿生製備
6．3 天然多級蜂窩形多孔材料
6．3．1 雲杉等木材中的蜂窩型結構
6．3．2 鬆質骨蜂窩型結構
6．3．3 玻璃海綿多孔結構
6．3．4 鳥類喙蜂窩型結構
6．4 天然多級多尺度復閤材料
6．4．1 海洋生物扭麯夾闆縴維復閤結構
6．4．2 密質骨類多級復閤結構材料
6．4．3 牙齒釉質多級復閤結構材料
6．5 仿生空心結構材料
6．6 結論與展望
參考文獻

第7章 仿生縴維材料
7．1 引言
7．2 天然生物縴維
7．2．1 植物縴維
7．2．2 動物縴維
7．3 人造縴維材料
7．3．1 製備方法
7．4 靜電紡絲法製備仿生納米縴維材料及應用
7．4．1 靜電紡絲技術簡介
7．4．2 仿生製備單根縴維
7．4．3 仿生製備有序縴維結構
7．4．4 電紡縴維性質及應用
7．5 總結與展望
參考文獻

第8章 仿生自修復材料
8．1 仿生自修復材料簡介
8．2 高分子材料自修復概念的發展
8．3 第一代和第二代自修復高分子材料
8．3．1 第一代自修復高分子材料
8．3．2 第二代自修復高分子材料
8．4 基於可逆化學鍵的自修復高分子
8．4．1 基於可逆共價鍵的自修復高分子
8．4．2 基於可逆非共價鍵的自修復高分子
8．5 基於其他機理的自修復高分子
8．6 自感應型自修復高分子的發展
8．7 自修復高分子研究展望
8．8 自修復無機材料
8．8．1 自修復金屬材料
8．8．2 自修復無機非金屬材料
8．9 仿生自修復材料的應用前景
參考文獻

第9章 仿生智能光電轉換材料與器件
9．1 生命中的光能利用係統
9．2 仿生能量轉換材料的沒計思路
9．3 智能納米孔道在能量轉換中的應用
9．3．1 模仿電鰻魚——將化學能轉換為電能
9．3．2 模仿綠葉 將光能轉換為化學能
9．3．3 模仿菌紫質——將光能轉換為電能
9．4 仿生微納米結構光電功能材料
9．4．1 染料敏化太陽能電池的工作原理
9．4．2 染料敏化太陽能電池器件的組成部分
9．4．3 微納米多尺度結構在染料敏化太陽能電池中的應用
9．5 展望
參考文獻

第10章 生物能源
10．1 生物質與生物能源轉化
10．1．1 生物能源概念
10．1．2 生物質的能源利用方式與轉化
10．1．3 生物能源的意義
10．2 生物能源生物轉化技術
10．2．1 生物乙醇
10．2．2 生物丁醇
10．2．3 厭氧消化産沼氣
10．2．4 生物製氫
10．2．5 微生物燃料電池
參考文獻

第11章 仿生傳熱、隔熱材料
11．1 強化傳熱材料
11．1．1 沸騰傳熱
11．1．2 特殊浸潤性錶麵的冷凝傳熱
11．2 高效隔熱材料
11．2．1 隔熱材料的分類
11．2．2 多空腔縴維／管材料
11．2．3 具有多尺寸內部結構的零維微／納米材料
11．2．4 氣凝膠
參考文獻

索引

精彩書摘

　　《仿生智能納米材料》：
　　1.3.3仿生能源材料與器件
　　能源的開發和利用貫穿著人類的發展曆史，直接關係到人類社會的可持續發展。隨著人類對能源需求的不斷提高，能源問題已經成為最亟待解決的問題之一，開發和利用新的清潔能源對於全人類的生存和可持續發展就顯得尤為重要。自20世紀70年代以來，許多國傢都在新能源如太陽能、風能、地熱能和生物能等領域進行瞭積極的探索並取得瞭重要進展。目前，全球已有30多個發達國傢和十幾個發展中國傢提齣瞭本國的可再生能源發展目標和國際間的閤作項目與框架。例如，2008年，歐盟啓動瞭相關的能源項目；2009年美國啓動瞭模擬光閤作用製氫的重大研究計劃。2009年7月，來自5個國傢化學會的30位領先科學傢以及每個國傢的科學基金部門代錶，在德國剋洛斯特西翁舉行瞭主題為“新能源與新社會”的第一屆“化學科學與社會研討會”（Chemical Sciences and Society Symposium，CS3），啓動新能源解決全球能源挑戰的國際閤作和創新思維。我國政府也大力推行新能源計劃，成立瞭能源局，在製定十一五科技中長期規劃時著重提齣要重點和大力發展可再生能源，以確保我國經濟與社會的可持續發展。
　　納米技術的發展為人類解決能源問題創造瞭有利條件。納米結構材料具有較小的尺寸和較大的比錶麵積，在離子擴散與能量存儲上具有較大的優勢，為傳統能量轉換與存儲器件的升級改造提供瞭新機遇，對能源科學的基礎研究和相關高技術領域的發展將産生積極的影響。研究結果錶明，納米材料在能量轉換材料體係及器件方麵顯示齣許多新奇的尺寸效應、錶（界）麵效應、超塑性及新的能量存儲機製。例如，納米材料可以大幅提高電池的功率密度、減小極化、延長電極的循環壽命、改善電極材料與有機溶劑的浸潤性並阻止溶劑分子嵌入對電極結構的破壞、抑製電極反應的不可逆相變，提高能量轉換與存儲器件的效率和循環性能等。因此，納米技術的應用已成為解決能源問題的必經之路。
　　……

前言/序言

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