基本信息

書名：微力無邊：神奇的毛細和浸潤現象

定價：39.00元

作者：劉建林

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2016-06-01

ISBN：9787302434542

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

一根鋼針為何能夠浮在水麵上？荷花葉子為何能夠齣淤泥而不染？往盛滿水的杯口繼續加水而水為何不溢齣？雨後蜘蛛網上為何留下一串串晶瑩的水珠？蟬為何可以在雨中自如地飛行而不怕淋濕翅膀？螞蟻為何會自行聚團從而安然度過洪災？所有這些有趣而奇特的現象是如何發生的？又是如何啓發人類“嚮自然學習”而進行仿生設計的？ 《微力無邊：神奇的毛細和浸潤現象》由原點閱讀齣品。原點閱讀（The Origin）（微信號：ydreadtup），清華大學齣版社旗下的圖書品牌，秉承“科學，讓個人更智慧，讓社會更理性”的理念，緻力於科學普及和科技文化類圖書的齣版，傳播科學知識、科學精神、科學方法，展現科學的真實、獨立、智慧、多變、寬容、動人及迷人。

內容提要

在日常生活中，我們經常會對這些司空見慣的現象産生疑問：一根鋼針為何能夠浮在水麵上？荷花葉子為何能夠齣淤泥而不染？往盛滿水的杯口繼續加水而水為何不溢齣？雨後蜘蛛網上為何留下一串串晶瑩的水珠？蟬為何可以在雨中自如地飛行而不怕淋濕翅膀？螞蟻為何會自行聚團從而安然度過洪災？所有這些有趣而奇特的現象是如何發生的？又是如何啓發人類“嚮自然學習”而進行仿生設計的？這些新奇的現象都是與毛細和浸潤現象息息相關的，它們都涉及到一個關鍵詞，即液體的錶麵張力。從日常生活到自然界，再到工農業生産，毛細現象和錶麵浸潤行為真可謂無處不在。通過深入研究而揭示錶麵張力的作用機製對於我們理解和把握這些浸潤現象至關重要，這可以為新型結構和材料的仿生設計奠定理論基礎。實際上，自然界中各種各樣的毛細和浸潤現象啓發瞭人類的靈感，使我們通過“嚮自然學習”，進而可以仿生、製造齣很多新産品，從而産生瞭錶麵仿生學這一前沿交叉學科。通過研究毛細和浸潤現象，我們可以恰當地配置農藥和塗料、閤理地進行礦物浮選、製備不沾水和不沾油的材料、研製微小的船舶、閤理設計微機電係統的構件、通過錶麵活性劑進行化學驅油等。 本書的一個重要特點是摒棄瞭復雜的數學公式和方程描述，通篇隻采用瞭幾個必要的簡單公式以輔助讀者進行理解，其目的是為瞭通過通俗易懂的語言闡明相對復雜的物理現象的機理。因此，我們相信具有高中以上文化程度的讀者均可以毫無障礙地閱讀本書。此外，本書也可作為有誌於研究固體力學、物理學、仿生學、微納米材料等領域的研究人員的研究素材。

目錄

章 神奇的毛細和浸潤

1.1 錶麵浸潤現象

1.2 錶麵張力——綳在液體錶麵的薄膜力

1.3 麯率

1.4 光滑錶麵上的接觸角

1.5 毛細現象

1.6 有趣的尺寸效應

1.7 粗糙固體錶麵上的接觸角

第2章 植物隱藏的魔力

2.1 蓮花效應

2.2 親水基底上産生超疏水狀態的秘密

2.3 參天大樹能夠長多高

第3章 成功駕馭毛細力的智慧小動物

3.1 池塘裏的溜冰者——水黽

3.2 水麵承載能力強的昆蟲——蚊子

3.3 輕鬆翻越彎液麵的小蟲子

3.4 螞蟻救生筏

3.5 毛細棘輪效應——水鳥喙的攝食

3.6 神奇的沙漠集水本領——納米比亞沙漠甲蟲

3.7 泥漿吸水——德剋薩斯角蜥

3.8 蜘蛛網截霧取水

第4章 毛細力驅動的自組裝

4.1 MEMS中的毛細粘附現象

4.2 鬼斧神工的碳納米管自組裝形貌

4.2 渾然天成的多級結構

4.2.1 壁虎的腳

4.2.2 貝殼的多級結構

4.2.3 多級毛細粘附結構

4.3 液麵上互相吸引和排斥的微小物體

第5章 基於毛細效應的傳感裝置

5.1 懸臂梁傳感器

5.2 液滴-微梁傳感器

5.3 薄膜在液滴作用下的大變形

5.4 薄膜的毛細屈麯和褶皺

第6章 驅動液滴運動的司機

6.1 液滴在液體界麵上的定嚮運動

6.2 液滴在固體錶麵上定嚮運動

第7章 不可思議的液珠彈珠

7.1 液滴彈簧

7.2 液體彈珠

7.3 液體彈珠的有趣應用

第8章 界麵張力在三次采油中的作用

8.1 石油概述

8.2 二次采油之後剩餘油的成因

8.3 三次采油中毛細力的作用

附錄

附錄1托馬斯-楊之力學貢獻

附錄2 麥剋斯韋對應用力學的貢獻

附錄3 細長杆彈性綫模型的發展曆史

附錄4 錶麵浸潤的機製：小作用量原理簡介

作者介紹

劉建林，男，1977年生於青島。2008年1月於清華大學航天航空學院獲得博士學位，現任中國石油大學（華東）工程力學係教授、博士生導師。主要研究內容包括錶界麵力學、仿生力學、軟物質力學等。已發錶的學術論文被SCI收錄40餘篇。

文摘

序言