仿生技术是利用自然的仿生原理与最前沿的科学技术手段,设计开发具备特殊优异性能的功能材料和智能材料,属于材料科学与技术最优选的发展方向之一。本书从自然界具有特殊优异性能的生物结构与组成出发,分析了仿生材料的设计理念、产品结构与功能/智能关系,阐明了仿生技术具体实施手段的作用机理、具体选用与过程参数对目标产品结构与功能/智能的影响规律,系统介绍了仿生技术在不同领域的应用,图文并茂。
本书可供新能源材料,高分子材料,环境工程,碳素材料,纳米材料,生物质资源物理、化学和医用材料等专业学生学习,也可供从事相关行业的研究、生产和管理人员阅读参考。
第1章 仿生学与仿生材料
1.1 仿生学简介2
1.2 仿生材料2
1.3 材料的结构仿生3
1.3.1 贝壳及其层状结构3
1.3.2 螳螂虾及其螯棒结构4
1.3.3 蜘蛛丝及其纤维结构4
1.3.4 木材及其独特孔道结构6
1.3.5 骨骼及其有序结构7
1.3.6 树根及其自修复性9
1.3.7 棉花及其轻柔飘逸特性10
1.3.8 铁定甲虫及其盔甲结构10
1.4 材料的功能/智能仿生11
1.4.1 荷叶及其超疏水性11
1.4.2 蝴蝶翅膀及其结构色11
1.4.3 北极熊皮毛及其保温性12
1.4.4 贻贝丝足及其黏附性13
1.4.5 变色龙皮肤及其变色机制14
1.4.6 仙人掌及其集水原理14
1.4.7 壁虎脚垫及其黏着性15
1.4.8 水稻叶及其各向异性16
1.4.9 鲨鱼皮肤及其减阻防污性17
1.4.10 槐叶、猪笼草及其超滑性18
……
张明,女,1987年11月生,中共党员,研究生学历,东北林业大学和美国宾夕法尼亚大学联合培养博士,师从李坚院士,合作导师王成毓教授、杨澍教授、时君友教授。现就职于北华大学材料科学与工程学院,仿生材料研究室负责人,副教授。自2014年9月任教以来,先后担任本科生及研究生课程近20门,如仿生智能材料、天然功能高分子材料、生物质纳米化学、生物质纳米复合材料组装技术等。
长期从事植物纤维素生物质的仿生特殊润湿性制备与水体净化机制、纤维素纳米纤丝化处理、改性与功能、智能性组装。先后主持吉林省发改委产业创新专项(2023C038-2)、吉林省自然科学基金项目(YDZJ202201ZYTS441)、吉林省优秀青年人才基金项目(20190103110JH)、吉林省教育厅科学技术研究项目(JJKH20210050KJ)、科技部国家重点实验室开放基金项目(K2019-08,KFKT202213)、教育部国家重点实验室开放基金项目(SWZ-MS201910)、吉林市杰出青年人才基金项目(20200104083)等科研项目。在国内外权威期刊发表论文近50篇,其中,SCI收录近40篇(H因子20,二区以上近30篇,总影响因子大于200,他引总频次大于1500),出版学术著作2部;申请国家发明专利10项,美国发明专利1项。