目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 傳統(tǒng)機(jī)械表面/加工界面相關(guān)理論的歷史局限 2
1.2 生物體表面/食器界面能場(chǎng)表征的理論難題 4
1.3 仿生機(jī)械表面/加工界面設(shè)計(jì)制造難題 6
1.4 微納仿生表/界面對(duì)人類發(fā)展的推動(dòng)作用 8
1.5 本書的主要內(nèi)容及宗旨 10
參考文獻(xiàn) 10
第一部分 微納生物表/界面能場(chǎng)效應(yīng)的機(jī)械特性表征
第2章 機(jī)械視角分類微納生物表/界面能場(chǎng)效應(yīng) 13
2.1 機(jī)械與生物表/界面能場(chǎng)效應(yīng)的巨大差距 14
2.2 機(jī)械與生物表/界面結(jié)構(gòu)的巨大差距 16
2.3 對(duì)生物微納表/界面能場(chǎng)效應(yīng)的表征方法 19
參考文獻(xiàn) 21
第3章 生物微納表面增阻、減阻結(jié)構(gòu)表征 22
3.1 洞穴魚側(cè)線增阻結(jié)構(gòu)表征及其理論問(wèn)題 22
3.1.1 洞穴魚側(cè)線增阻結(jié)構(gòu) 22
3.1.2 洞穴魚側(cè)線的增阻效應(yīng)及其理論問(wèn)題 24
3.2 鯊魚皮減阻結(jié)構(gòu)表征及其理論問(wèn)題 27
3.2.1 鯊魚皮與黏液的特征結(jié)構(gòu)及減阻性能 27
3.2.2 鯊魚皮減阻效應(yīng)理論問(wèn)題 30
參考文獻(xiàn) 35
第4章 生物微納界面減摩、增摩結(jié)構(gòu)表征 37
4.1 豬籠草減摩界面結(jié)構(gòu)表征及其理論問(wèn)題 37
4.1.1 豬籠草減摩結(jié)構(gòu)及其參數(shù)模型 37
4.1.2 豬籠草減摩效應(yīng)理論問(wèn)題 44
4.1.3 波動(dòng)減摩理論 50
4.2 樹蛙增摩界面結(jié)構(gòu)表征及其理論問(wèn)題 52
4.2.1 樹蛙增摩界面結(jié)構(gòu)及其參數(shù)模型 52
4.2.2 樹蛙增摩效應(yīng)理論問(wèn)題 56
參考文獻(xiàn) 61
第5章 細(xì)胞納米界面的輸運(yùn)和沉積結(jié)構(gòu)表征 63
5.1 氧化亞鐵硫桿菌氧化膜結(jié)構(gòu)的表征及理論問(wèn)題 63
5.1.1 氧化亞鐵硫桿菌氧化膜結(jié)構(gòu)及反應(yīng)模型 63
5.1.2 氧化亞鐵硫桿菌生物膜循環(huán)氧化效應(yīng)的理論問(wèn)題 65
5.2 細(xì)胞內(nèi)界面生物約束成形微納米功能顆粒 70
5.2.1 微生物細(xì)胞內(nèi)界面沉積微納米功能顆粒的制造 70
5.2.2 細(xì)胞內(nèi)界面沉積微納米功能顆粒的應(yīng)用 77
5.3 細(xì)胞膜納米沉積結(jié)構(gòu)表征及其理論問(wèn)題 80
5.3.1 細(xì)胞對(duì)納米顆粒的攝取 80
5.3.2 細(xì)胞膜礦化結(jié)構(gòu)表征及其理論問(wèn)題 82
參考文獻(xiàn) 91
第6章 生物表/界面能場(chǎng)效應(yīng)普適性與多樣性分析 95
6.1 生物表/界面能場(chǎng)效應(yīng)普適性分析 95
6.1.1 生物圈界面能場(chǎng)效應(yīng)普適性法則 95
6.1.2 生物表/界面機(jī)械能場(chǎng)效應(yīng)自調(diào)控細(xì)則 98
6.2 生物表/界面機(jī)械能場(chǎng)效應(yīng)多樣性分析 100
6.2.1 生物表/界面機(jī)械能場(chǎng)效應(yīng)的形態(tài)作用多樣性分析 100
6.2.2 生物表/界面機(jī)械能場(chǎng)效應(yīng)的結(jié)構(gòu)生成多樣性分析 104
參考文獻(xiàn) 108
第二部分 微納仿生表/界面能場(chǎng)效應(yīng)的設(shè)計(jì)制造應(yīng)用
第7章 生物視角分類仿生表/界面能場(chǎng)效應(yīng) 111
7.1 生物表/界面能場(chǎng)效應(yīng)向機(jī)械轉(zhuǎn)移的仿生形態(tài)設(shè)計(jì)途徑分類及關(guān)鍵 113
7.2 生物表/界面能場(chǎng)效應(yīng)向機(jī)械轉(zhuǎn)移的仿生結(jié)構(gòu)創(chuàng)成途徑分類與難點(diǎn) 116
7.3 生物表/界面能場(chǎng)效應(yīng)向機(jī)械轉(zhuǎn)移的仿生系統(tǒng)整合途徑分類與難點(diǎn) 119
參考文獻(xiàn) 122
第8章 仿生界面增阻結(jié)構(gòu)增強(qiáng)力學(xué)感知 123
8.1 仿洞穴魚側(cè)線增阻結(jié)構(gòu)的水下流速傳感器 123
8.1.1 人工體表神經(jīng)丘傳感器設(shè)計(jì) 123
8.1.2 水凝膠膠質(zhì)頂制備 125
8.1.3 水凝膠膠質(zhì)頂增強(qiáng)流速感知 126
8.2 仿洞穴魚側(cè)線增阻結(jié)構(gòu)的水下壓差傳感器 127
8.2.1 人工管道神經(jīng)丘的設(shè)計(jì)及工作原理 127
8.2.2 仿生變徑結(jié)構(gòu)制備 129
8.2.3 變徑結(jié)構(gòu)增強(qiáng)壓差感知 130
8.3 仿樹蛙腳掌/人類手指增阻結(jié)構(gòu)的觸覺(jué)傳感器 131
8.3.1 樹蛙腳掌/人類手指的增阻結(jié)構(gòu) 131
8.3.2 觸覺(jué)傳感器的設(shè)計(jì)及工作原理 132
8.3.3 仿生界面微結(jié)構(gòu)的制備 133
8.3.4 界面微結(jié)構(gòu)增強(qiáng)觸覺(jué)感知 135
參考文獻(xiàn) 136
第9章 表面仿生減阻蒙皮 138
9.1 表面仿生減阻表面制造方法 138
9.1.1 鯊魚皮直接復(fù)制成形 138
9.1.2 鯊魚皮等比例放大和縮放成形 141
9.1.3 壓印成形 145
9.1.4 仿生復(fù)合減阻表面的制備 146
9.2 表面仿生減阻效果 147
9.2.1 形貌減阻效果 147
9.2.2 天然氣管道減阻效果 148
9.2.3 復(fù)合減阻效果 150
9.3 超疏水荷葉仿生防結(jié)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 玻璃纖維布增強(qiáng)的耐久超疏水節(jié)能防冰涂層 158
參考文獻(xiàn) 162
第10章 表面仿生增潤(rùn)/增摩手術(shù)工具 165
10.1 表面仿生濕增潤(rùn)電刀 165
10.1.1 仿生增潤(rùn)防粘表面的設(shè)計(jì) 165
10.1.2 仿生濕增潤(rùn)電刀的制造 171
10.1.3 仿生濕增潤(rùn)電刀的組織切割性能評(píng)價(jià) 174
10.2 表面仿生干增潤(rùn)超聲電刀 177
10.2.1 仿生波動(dòng)增潤(rùn)效應(yīng) 177
10.2.2 仿生波動(dòng)干增潤(rùn)電刀的制備 178
10.2.3 仿生波動(dòng)干增潤(rùn)電刀的防粘連和熱損傷評(píng)價(jià) 180
10.3 仿生液膜潤(rùn)濕夾持工具的防滑效應(yīng) 183
10.3.1 仿樹蛙腳掌強(qiáng)濕摩擦表面制備 183
10.3.2 仿生強(qiáng)濕摩擦手術(shù)夾鉗 186
10.3.3 仿生強(qiáng)濕摩擦表面在生物電極上的應(yīng)用 193
參考文獻(xiàn) 196
第11章 界面仿生增潤(rùn)波動(dòng)式加工技術(shù) 198
11.1 仿生界面潤(rùn)滑強(qiáng)化波動(dòng)式切削技術(shù) 198
11.1.1 仿生波動(dòng)式切削法 198
11.1.2 波動(dòng)界面之間的增潤(rùn)和減磨效果 207
11.1.3 波動(dòng)式切削表面質(zhì)量改進(jìn) 214
11.2 仿生界面干增潤(rùn)波動(dòng)制孔技術(shù) 218
11.2.1 受豬籠草啟發(fā)的仿生界面干增潤(rùn)技術(shù) 219
11.2.2 干增潤(rùn)波動(dòng)式磨削技術(shù) 220
11.2.3 干增潤(rùn)波動(dòng)式鉆削技術(shù) 228
參考文獻(xiàn) 234
第12章 細(xì)胞表面生物約束成形微納米功能微粒 235
12.1 細(xì)胞表面生物約束成形電磁功能顆粒 235
12.1.1 微生物細(xì)胞表面沉積微納米功能顆粒的制造 235
12.1.2 細(xì)胞表面沉積微納米功能微粒的應(yīng)用 237
12.2 基于細(xì)胞吞噬功能的磁性細(xì)胞機(jī)器人的制備 239
12.2.1 細(xì)胞機(jī)器人的制作與表征 240
12.2.2 磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)細(xì)胞機(jī)器人靶向運(yùn)動(dòng) 240
12.2.3 細(xì)胞機(jī)器人可靶向運(yùn)動(dòng)到指定位點(diǎn) 241
12.2.4 細(xì)胞機(jī)器人體外靶向殺傷腫瘤細(xì)胞 242
12.2.5 細(xì)胞機(jī)器人控制在體內(nèi)治療腫瘤 243
參考文獻(xiàn) 244
第13章 微納仿生表/界面能場(chǎng)效應(yīng)的突破性分析 246
13.1 生物/仿生途徑提升廣義機(jī)械表面工作效能的突破性分析 247
13.2 生物/仿生途徑提升廣義機(jī)械制造界面工藝效能的突破性分析 249
13.3 生態(tài)/仿生態(tài)途徑提升廣義大制造界面運(yùn)行效能的突破性分析 252
13.4 自然深度相容的大仿生發(fā)展方向展望 254
參考文獻(xiàn) 255