微纳仿生制造技术
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作者陈婕 著
出版社科学出版社
ISBN9787030790286
出版时间2024-07
装帧平装
开本其他
定价150元
货号1203350437
上书时间2024-09-05
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目录
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前言
第1章 绪论 1
1.1 传统机械表面/加工界面相关理论的历史局限 2
1.2 生物体表面/食器界面能场表征的理论难题 4
1.3 仿生机械表面/加工界面设计制造难题 6
1.4 微纳仿生表/界面对人类发展的推动作用 8
1.5 本书的主要内容及宗旨 10
参考文献 10
第一部分 微纳生物表/界面能场效应的机械特性表征
第2章 机械视角分类微纳生物表/界面能场效应 13
2.1 机械与生物表/界面能场效应的巨大差距 14
2.2 机械与生物表/界面结构的巨大差距 16
2.3 对生物微纳表/界面能场效应的表征方法 19
参考文献 21
第3章 生物微纳表面增阻、减阻结构表征 22
3.1 洞穴鱼侧线增阻结构表征及其理论问题 22
3.1.1 洞穴鱼侧线增阻结构 22
3.1.2 洞穴鱼侧线的增阻效应及其理论问题 24
3.2 鲨鱼皮减阻结构表征及其理论问题 27
3.2.1 鲨鱼皮与黏液的特征结构及减阻性能 27
3.2.2 鲨鱼皮减阻效应理论问题 30
参考文献 35
第4章 生物微纳界面减摩、增摩结构表征 37
4.1 猪笼草减摩界面结构表征及其理论问题 37
4.1.1 猪笼草减摩结构及其参数模型 37
4.1.2 猪笼草减摩效应理论问题 44
4.1.3 波动减摩理论 50
4.2 树蛙增摩界面结构表征及其理论问题 52
4.2.1 树蛙增摩界面结构及其参数模型 52
4.2.2 树蛙增摩效应理论问题 56
参考文献 61
第5章 细胞纳米界面的输运和沉积结构表征 63
5.1 氧化亚铁硫杆菌氧化膜结构的表征及理论问题 63
5.1.1 氧化亚铁硫杆菌氧化膜结构及反应模型 63
5.1.2 氧化亚铁硫杆菌生物膜循环氧化效应的理论问题 65
5.2 细胞内界面生物约束成形微纳米功能颗粒 70
5.2.1 微生物细胞内界面沉积微纳米功能颗粒的制造 70
5.2.2 细胞内界面沉积微纳米功能颗粒的应用 77
5.3 细胞膜纳米沉积结构表征及其理论问题 80
5.3.1 细胞对纳米颗粒的摄取 80
5.3.2 细胞膜矿化结构表征及其理论问题 82
参考文献 91
第6章 生物表/界面能场效应普适性与多样性分析 95
6.1 生物表/界面能场效应普适性分析 95
6.1.1 生物圈界面能场效应普适性法则 95
6.1.2 生物表/界面机械能场效应自调控细则 98
6.2 生物表/界面机械能场效应多样性分析 100
6.2.1 生物表/界面机械能场效应的形态作用多样性分析 100
6.2.2 生物表/界面机械能场效应的结构生成多样性分析 104
参考文献 108
第二部分 微纳仿生表/界面能场效应的设计制造应用
第7章 生物视角分类仿生表/界面能场效应 111
7.1 生物表/界面能场效应向机械转移的仿生形态设计途径分类及关键 113
7.2 生物表/界面能场效应向机械转移的仿生结构创成途径分类与难点 116
7.3 生物表/界面能场效应向机械转移的仿生系统整合途径分类与难点 119
参考文献 122
第8章 仿生界面增阻结构增强力学感知 123
8.1 仿洞穴鱼侧线增阻结构的水下流速传感器 123
8.1.1 人工体表神经丘传感器设计 123
8.1.2 水凝胶胶质顶制备 125
8.1.3 水凝胶胶质顶增强流速感知 126
8.2 仿洞穴鱼侧线增阻结构的水下压差传感器 127
8.2.1 人工管道神经丘的设计及工作原理 127
8.2.2 仿生变径结构制备 129
8.2.3 变径结构增强压差感知 130
8.3 仿树蛙脚掌/人类手指增阻结构的触觉传感器 131
8.3.1 树蛙脚掌/人类手指的增阻结构 131
8.3.2 触觉传感器的设计及工作原理 132
8.3.3 仿生界面微结构的制备 133
8.3.4 界面微结构增强触觉感知 135
参考文献 136
第9章 表面仿生减阻蒙皮 138
9.1 表面仿生减阻表面制造方法 138
9.1.1 鲨鱼皮直接复制成形 138
9.1.2 鲨鱼皮等比例放大和缩放成形 141
9.1.3 压印成形 145
9.1.4 仿生复合减阻表面的制备 146
9.2 表面仿生减阻效果 147
9.2.1 形貌减阻效果 147
9.2.2 天然气管道减阻效果 148
9.2.3 复合减阻效果 150
9.3 超疏水荷叶仿生防结冰表面 153
9.3.1 具有防除霜性能的Cassie冰超疏水表面 153
9.3.2 玻璃纤维布增强的耐久超疏水节能防冰涂层 158
参考文献 162
第10章 表面仿生增润/增摩手术工具 165
10.1 表面仿生湿增润电刀 165
10.1.1 仿生增润防粘表面的设计 165
10.1.2 仿生湿增润电刀的制造 171
10.1.3 仿生湿增润电刀的组织切割性能评价 174
10.2 表面仿生干增润超声电刀 177
10.2.1 仿生波动增润效应 177
10.2.2 仿生波动干增润电刀的制备 178
10.2.3 仿生波动干增润电刀的防粘连和热损伤评价 180
10.3 仿生液膜润湿夹持工具的防滑效应 183
10.3.1 仿树蛙脚掌强湿摩擦表面制备 183
10.3.2 仿生强湿摩擦手术夹钳 186
10.3.3 仿生强湿摩擦表面在生物电极上的应用 193
参考文献 196
第11章 界面仿生增润波动式加工技术 198
11.1 仿生界面润滑强化波动式切削技术 198
11.1.1 仿生波动式切削法 198
11.1.2 波动界面之间的增润和减磨效果 207
11.1.3 波动式切削表面质量改进 214
11.2 仿生界面干增润波动制孔技术 218
11.2.1 受猪笼草启发的仿生界面干增润技术 219
11.2.2 干增润波动式磨削技术 220
11.2.3 干增润波动式钻削技术 228
参考文献 234
第12章 细胞表面生物约束成形微纳米功能微粒 235
12.1 细胞表面生物约束成形电磁功能颗粒 235
12.1.1 微生物细胞表面沉积微纳米功能颗粒的制造 235
12.1.2 细胞表面沉积微纳米功能微粒的应用 237
12.2 基于细胞吞噬功能的磁性细胞机器人的制备 239
12.2.1 细胞机器人的制作与表征 240
12.2.2 磁场驱动细胞机器人靶向运动 240
12.2.3 细胞机器人可靶向运动到指定位点 241
12.2.4 细胞机器人体外靶向杀伤肿瘤细胞 242
12.2.5 细胞机器人控制在体内治疗肿瘤 243
参考文献 244
第13章 微纳仿生表/界面能场效应的突破性分析 246
13.1 生物/仿生途径提升广义机械表面工作效能的突破性分析 247
13.2 生物/仿生途径提升广义机械制造界面工艺效能的突破性分析 249
13.3 生态/仿生态途径提升广义大制造界面运行效能的突破性分析 252
13.4 自然深度相容的大仿生发展方向展望 254
参考文献 255
内容摘要
全书共13章，分为两部分：第一部分是微纳生物表/界面能场效应的机械特性表征，以机械的视角表征生物，寻找其与传统机械表/界面不同的工作原理，分析与提取有提升表/界面工作效能的结构特征，从生物种群相似特征上分析生物能场效应的普适性；第二部分是微纳仿生表/界面能场效应的设计制造应用，以生物的视角把生物的优势特征转移到机械表/界面上，分析设计生物结构特征能场效应条件转换为机械工作条件后的结构演变及能场效应变化，建立仿生结构制造与调控的工艺方法。
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