胚胎型仿生自修復技術 9787118090536 國防工業齣版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李嶽 ...（等）著 著

圖書標籤:

• 仿生學
• 自修復材料
• 智能材料
• 生物材料
• 材料科學
• 工程學
• 國防科技
• 復閤材料
• 納米技術
• 損傷控製

店铺： 晚秋画月图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118090536

商品编码：29570692352

包装：平装

出版时间：2014-12-01

基本信息

書名：胚胎型仿生自修復技術

定價：58.00元

作者：李嶽 ... 著

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2014-12-01

ISBN：9787118090536

字數：

頁碼：

版次：5

裝幀：平裝

開本：12k

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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　　《胚胎型仿生自修復技術》首先介紹瞭胚胎型仿生自修復硬件的研究現狀與發展趨勢，然後分彆從原核和真核兩個方麵對仿生自修復硬件涉及的生物學原理進行瞭研究探討，以此為基礎，重點論述瞭胚胎仿生自修復硬件的基本原理和硬件結構，並分彆以4×4的乘法器、FIR濾波器和模糊控製器為對象，研究瞭基於FPGA的仿生自修復硬件、真核仿生陣列和內分泌仿生陣列的設計和實現方法。
　　本書適閤於電子係統設計人員及相關研究人員閱讀，也可作為電子係統設計、微電子與納米技術、可靠性設計與維修工程等相關專業研究生和高年級本科生的教材或參考書。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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材料科學的前沿探索：智能材料與仿生自修復係統的革新 在21世紀的材料科學領域，一場關於“智能”與“生命力”的革命正在悄然興起，其核心在於賦予材料自我感知、自我修復的能力。長久以來，材料的損壞如同人類健康的隱患，一旦齣現裂痕、磨損或功能衰退，往往意味著其使用壽命的終結，高昂的維修成本和資源的浪費也隨之而來。然而，從大自然的鬼斧神工中汲取靈感，科學傢們正緻力於創造齣能夠像生物體一樣，在損傷發生時自動進行修復的新型材料。 仿生學的啓示：生命體的智慧融入材料設計 生命體的自修復能力一直是自然界最令人驚嘆的奇跡之一。從皮膚的愈閤到骨骼的再生，生物體能夠有效地應對各種損傷，維持自身的完整性和功能。這種“自主修復”的機製，正是仿生材料研究者們追尋的目標。他們深入剖析生物體在損傷識彆、信號傳遞、修復物質輸送和損傷區域重建等環節的機理，試圖將其精妙的策略轉化為工程材料的設計理念。 想象一下，當一架飛機在飛行過程中，其關鍵結構的微小裂紋能夠自動“愈閤”，而不必中途返航進行昂貴的檢修；設想一下，當一座橋梁在使用過程中，其受力部位的磨損能夠自行修復，大大延長使用壽命，保障公共安全；再設想一下，當電子設備內部的電路齣現斷裂，能夠自我修復，從而大幅度提高設備的可靠性和持久性。這些曾經隻存在於科幻小說中的場景，正隨著仿生自修復技術的進步，一步步變為現實。 自修復材料的實現路徑：多維度策略的融閤 要實現材料的自修復功能，並非單一的技術能夠勝任，而是需要多維度的策略相互配閤，協同作用。這些策略主要圍繞以下幾個核心方麵展開： 損傷的識彆與信號傳遞： 材料需要具備感知損傷的能力，如同生物體能夠感受到疼痛或不適。這可以通過嵌入微膠囊、微縴維、或設計特定的結構來實現。當發生損傷時，這些感應單元會被觸發，釋放齣預設的信號，指示修復過程的開始。例如，微膠囊中封裝的修復劑，在受到外力擠壓破裂時，會釋放齣修復液。 修復物質的輸送與激活： 一旦損傷被識彆，修復物質就必須被有效地輸送到損傷區域。這可以通過內嵌的微通道網絡、滲透性材料結構，或分散在基體中的修復前驅體來實現。當修復物質到達損傷部位，還需要閤適的條件來激活它們，使其能夠發生聚閤、交聯或固化，從而填補裂縫並恢復材料的完整性。 修復過程的驅動與調控： 修復過程的效率和效果，往往受到外部環境因素的影響，例如溫度、濕度、pH值等。智能材料的設計可以利用這些環境因素作為觸發修復的“開關”，或者內置能量收集機製（如光、熱、機械能）來驅動修復反應。此外，通過精確控製修復物質的化學反應動力學，可以優化修復速率和最終修復體的力學性能。 材料基體的設計： 支撐自修復功能的材料基體本身也至關重要。它需要具備良好的力學性能，能夠承受應用環境的載荷，同時又要與修復係統兼容，不妨礙修復物質的輸送和反應。許多研究緻力於開發能夠與多種修復體係結閤的先進聚閤物、陶瓷、復閤材料等。 核心技術解析：微膠囊、微通道與自愈閤聚閤物 在實現仿生自修復技術的眾多方法中，以下幾種技術展現瞭巨大的潛力和廣泛的應用前景： 微膠囊自修復技術： 這是目前最為成熟和廣泛研究的自修復策略之一。其核心思想是在材料基體中均勻分散大量微小的膠囊，這些膠囊內封裝有液體修復劑。當材料發生裂紋時，這些裂紋會穿透微膠囊，導緻修復劑的釋放。同時，通常還會引入一個催化劑，它也以微膠囊的形式存在，或分散在材料基體中。當修復劑與催化劑在裂紋處混閤後，會發生化學反應，固化並填補裂紋，從而實現材料的自愈閤。這種技術在塗層、復閤材料和結構粘閤劑等領域具有重要的應用價值。 微通道自修復技術： 藉鑒生物體內的血管網絡，研究人員在材料內部構建瞭相互連通的微細管道網絡。這些管道中可以儲存修復液，當材料受損齣現裂縫時，修復液可以沿著預設的微通道被動地流嚮損傷區域，或者通過外部壓力主動輸送。微通道的設計精度和網絡密度，直接影響到修復液的輸送效率和覆蓋範圍。這種技術特彆適閤於需要多次修復或較大範圍損傷修復的應用場景。 內稟自愈閤聚閤物： 這種方法不依賴於外加的修復劑，而是通過設計聚閤物本身的化學結構，使其在損傷發生後能夠重新形成化學鍵或物理相互作用，從而實現自愈閤。例如，利用可逆的化學鍵（如氫鍵、離子鍵、環加成反應等）或動態共價鍵，當材料受到損傷時，這些鍵可以斷裂，但同時又能在損傷區域重新形成，從而“粘閤”裂紋。這種方法優點在於無需額外引入修復物質，修復過程可能更加“一次性”和持久。 跨領域融閤與應用前景展望 仿生自修復技術的蓬勃發展，並非孤立的學科進展，而是材料科學、化學、生物學、工程學等多個學科交叉融閤的産物。其應用前景極為廣闊，涵蓋瞭國民經濟的各個重要領域： 航空航天領域： 飛機、航天器的結構損傷，尤其是微裂紋，不僅威脅飛行安全，也帶來高昂的維護成本。自修復材料的應用，能夠顯著提升飛行器的結構健康監測和自主修復能力，延長服役壽命，降低運營成本，並提高安全性。 汽車工業： 汽車車身、輪胎、甚至內部的電子元件，都可能發生磨損和損傷。自修復塗層可以防止漆麵颳擦，自修復輪胎可以降低爆胎風險，而自修復電子元件則能提高汽車的可靠性。 土木工程： 橋梁、隧道、建築物等基礎設施的耐久性至關重要。在混凝土、瀝青等材料中引入自修復功能，可以有效延緩裂縫的産生和發展，減少維護需求，延長基礎設施的使用壽命，並降低潛在的安全風險。 電子信息産業： 柔性電子器件、可穿戴設備、甚至新能源電池，都麵臨著材料疲勞和損傷的問題。自修復電子材料可以提高器件的可靠性，減少故障率，並有望實現更長壽命的電子産品。 生物醫學領域： 仿生自修復技術在人工器官、藥物輸送係統、植入式醫療器械等方麵的應用，能夠模仿生物體的自愈閤特性，提高醫療植入物的生物相容性和使用壽命。 挑戰與未來 盡管仿生自修復技術取得瞭令人矚目的成就，但仍麵臨諸多挑戰。例如，如何實現高效、快速、可控的修復，如何在極端環境下保證修復效果，如何降低成本並實現大規模生産，以及如何開發兼具高強度和自修復能力的新型基體材料等。 未來的研究方嚮將更加側重於： 智能化與多功能化： 開發能夠感知更多類型損傷、並能根據不同損傷類型選擇不同修復策略的智能材料。 集成化與係統化： 將自修復功能與傳感、能量收集、甚至自主決策等功能進行集成，構建更高級的智能材料係統。 可持續性與環境友好： 開發基於可再生資源、可生物降解的自修復材料，並優化修復過程的能耗和汙染物排放。 理論模型與仿真模擬： 發展更精確的理論模型，指導材料設計和修復過程優化，並通過先進的仿真技術預測材料性能。 總而言之，仿生自修復技術正在引領材料科學進入一個全新的時代，一個材料不再被動地應對損傷，而是擁有內在生命力的時代。隨著研究的不斷深入和技術的日益成熟，我們有理由相信，這些擁有“再生能力”的智能材料，將在未來的科技發展和社會進步中扮演越來越重要的角色，為我們創造一個更安全、更可持續、更美好的世界。

评分☆☆☆☆☆

這本書我早就聽說過，名字聽起來就充滿瞭未來感和科技感。最近終於有機會拿到手，迫不及待地翻開。第一眼就被封麵設計吸引瞭，簡潔而又充滿力量，銀灰色的背景搭配深藍色的字體，仿佛在訴說著某種神秘的科學力量。翻開扉頁，一股淡淡的書墨香撲鼻而來，讓人心生寜靜。隨後的章節，我仿佛置身於一個奇妙的實驗室，看著那些微小的“胚胎”在模擬環境中孕育、生長，最終形成具有自我修復能力的仿生材料。作者的文字功底很紮實，將那些原本晦澀難懂的科學概念，用一種引人入勝的方式娓娓道來。比如，在描述仿生自修復機製時，作者不僅僅是列舉瞭各種技術原理，更是通過生動的比喻，將這些復雜的化學和物理過程形象化，讓我這個非專業人士也能大概理解其精髓。書中穿插的一些實驗案例，更是讓理論變得觸手可及，仿佛我親眼見證瞭那些奇跡的發生。雖然我並不是這個領域的專傢，但這本書確實讓我對未來科技的發展有瞭更深的認識和期待，也對人類智慧的創造力感到由衷的贊嘆。

评分☆☆☆☆☆

這本書的題目《胚胎型仿生自修復技術》一下子就抓住瞭我的眼球，它傳遞齣一種前所未有的科技理念。拿到書後，我便被其內容所深深吸引。作者在書中對“胚胎型”這一概念的定義和應用進行瞭非常深入的探討，讓我對材料的生成和演化有瞭全新的認識。這不僅僅是一種技術的描述，更是一種生命哲學在材料科學中的體現。書中對仿生自修復技術的講解，我個人覺得非常具有前瞻性。作者並沒有僅僅停留在對現有技術的介紹，而是著重於挖掘這些技術背後的原理和潛力，尤其是如何模仿生物體的自愈機製，讓材料在受損後能夠自行修復，這種理念本身就充滿瞭科幻色彩，但書中卻將其以嚴謹的科學論證呈現在讀者麵前。我尤其欣賞作者在闡述復雜概念時所采用的循序漸進的方式，即使是對於非專業人士，也能夠通過精煉的語言和恰當的比喻，逐步理解那些深奧的科學原理。

评分☆☆☆☆☆

讀完《胚胎型仿生自修復技術》，我腦海中浮現齣無數的畫麵，仿佛親曆瞭一場科技革命的開端。這本書的書名本身就極具吸引力，它巧妙地將“胚胎”的生命力與“仿生”的模仿自然智慧相結閤，再加上“自修復”這一充滿希望的屬性，讓人不禁對其內容充滿遐想。在我看來，這本書最大的價值在於它能夠激發讀者對未來材料科學的無限想象。作者在行文中，沒有止步於對現有技術的羅列，而是深入探討瞭這些技術背後蘊含的哲學思想和科學邏輯。特彆是對於“胚胎型”這一概念的解讀，讓我耳目一新。它不僅僅是對一種技術形態的描述，更是一種關於材料生成和演化的全新視角。書中對各種仿生材料如何模擬生物體進行自我修復的闡述，非常細緻入微。我尤其喜歡作者在描述修復過程時，所使用的那些形象的比喻，仿佛能看到材料內部的“細胞”在忙碌地工作，修復著“傷口”。這種將抽象概念具象化的手法，極大地提升瞭閱讀體驗，也加深瞭我對這些前沿技術的理解。

评分☆☆☆☆☆

我一直對生物與科技的融閤領域抱有濃厚的興趣，而《胚胎型仿生自修復技術》這本書恰好滿足瞭我這份好奇心。從拿到這本書的那一刻起，我就被它所散發齣的專業氣息所吸引。封麵的設計，以及書名本身，就預示著這是一本內容深刻、具有前瞻性的讀物。閱讀過程中，我尤其被其中關於“胚胎型”這一概念的闡釋所打動。它不僅僅是指代一種生命早期形態，更是在技術層麵上傳遞瞭一種“從無到有”、“孕育新生”的理念，暗示著材料的生成過程具有類似生命體從胚胎發育到成熟的自然演化特性。書中對各種仿生自修復機理的探討，從微觀的分子層麵到宏觀的宏觀應用，都進行瞭細緻的梳理和分析。讓我印象深刻的是，作者在解釋一些復雜的科學原理時，善於引用自然界中的生物例子，比如細胞的自我修復、組織的再生等，以此來類比和闡述仿生材料的工作方式，這種跨學科的視角讓原本生硬的科學知識變得生動有趣，也更容易被理解。雖然書中涉及的數學公式和圖錶不少，但作者的講解邏輯清晰，條理分明，即便初次接觸相關知識的讀者，也能循序漸進地掌握。

评分☆☆☆☆☆

《胚胎型仿生自修復技術》這本書，單憑書名就足以讓人心生好奇。拿到書的那一刻，我就被其厚重感和內涵所吸引。閱讀過程中，作者筆下的“胚胎型”概念，讓我對材料的生成過程有瞭更深刻的理解。它不再是簡單的工業製造，而更像是一種“生命孕育”，從微小的單元開始，逐步生長、演化，最終形成具有自我功能的材料。這種理念，讓我覺得非常震撼。書中對仿生自修復技術的講解，更是讓我看到瞭未來科技發展的無限可能。作者沒有迴避技術難點，而是用一種引人入勝的方式，將那些復雜的化學和物理原理娓娓道來。我印象最深刻的是，作者在描述材料如何“感知”損傷並進行“修復”時，所采用的生動形象的比喻，仿佛那些材料本身就擁有瞭生命和智慧。雖然我不是這個領域的專業人士，但通過這本書，我能夠清晰地感受到科學傢們在探索未知領域時的智慧和執著。