仿生學是一門既古老又年輕的學科。通過研究生物體的結構與功能原理,并根據(jù)這些原理發(fā)明出新的材料、設備和工藝,創(chuàng)造出適用于科技與社會發(fā)展的先進技術。本書共分十章,論述了生物選擇進化理論,自然界荷葉豬籠草超疏水現(xiàn)象,魷魚喙梯度結構設計,壁虎的可控黏附表面,厭氧生物菌,貽貝水下原位強韌黏附、生物液體門調控與人機互融領域的發(fā)展脈絡,并重點介紹了這些結構與功能原理在能量回收、燃料電池、電動輪胎、鉆井液、生物能源、熱電轉化與機器人領域的應用,并提供了相應的應用案例。
本書論述嚴謹,數(shù)據(jù)翔實,具有科學性與技術性,可供能源仿生領域大中專院校相關專業(yè)學生作為教材使用,也以供能源領域科研人員和管理人員參考閱讀。
適讀人群 :廣大讀者
本書由中國石油大學(北京)新能源與材料學院三位研究員編寫,將仿生學與能源發(fā)展相結合,深入分析了近年來仿生學領域從零到一、從點到面的蓬勃發(fā)展,給出了一些在能源領域中的前瞻技術與仿生應用
徐泉,中國石油大學(北京)研究員,博士生導師,中國機械工程協(xié)會、化學工程協(xié)會,國際仿生工程協(xié)會高級會員,英國皇家化學會2018與2019年高被引中國學者,入選北京市科技新星
緒論(1)
第一節(jié)仿生學概述(1)
第二節(jié)能源仿生學的意義(3)
參考文獻(4)
第一章生物進化歷史(6)
第一節(jié)生物進化論(6)
第二節(jié)生物進化歷史(10)
第三節(jié)計算機協(xié)助理解生物進化(17)
參考文獻(29)
第二章仿生疏水材料與能量收集(31)
第一節(jié)荷葉自清潔機理(31)
第二節(jié)蜘蛛絲的方向性集水現(xiàn)象(40)
第三節(jié)豬籠草的水的逆向操作(60)
第四節(jié)雨水能量收集(67)
參考文獻(69)
第三章仿生高分子與燃料電池(71)
第一節(jié)魷魚喙的結構模型(72)
第二節(jié)梯度仿生材料的應用(77)
第三節(jié)燃料電池(89)
參考文獻(95)
第四章仿生黏附設計與電動車輪胎(98)
第一節(jié)壁虎干型自清潔(98)
第二節(jié)微顆粒操控與篩分(110)
第三節(jié)電動車輪胎設計(124)
參考文獻(127)
第五章仿生和厭氧消化(130)
第一節(jié)菌和仿生酶(131)
第二節(jié)碳材料在厭氧中的應用(133)
第三節(jié)腐殖質的形成過程(135)
第四節(jié)模擬二氧化碳在自然界中循環(huán)(137)
第五節(jié)瘤胃仿生反應器和仿生膜反應器(141)
第六節(jié)仿生在微生物燃料電池中的應用(145)
參考文獻(148)
第六章仿生硬度結構和氫氣運輸(152)
第一節(jié)仿生材料研究(153)
第二節(jié)仿生竹材料的性能(161)
第三節(jié)氫氣輸運(185)
參考文獻(187)
第七章仿貽貝鉆井液與支撐劑(190)
第一節(jié)貽貝濕黏附介紹(190)
第二節(jié)鉆井液使用原理(206)
第三節(jié)仿生鉆井液應用(210)
第四節(jié)仿生支撐劑(215)
參考文獻(224)
第八章仿生納米通道與熱電轉換(225)
第一節(jié)仿生DNA納米管的納米級通道設計和應用(225)
第二節(jié)仿生熱電轉換(233)
第三節(jié)離子分子響應(237)
第四節(jié)納米管仿生熱電效應(242)
參考文獻(250)
第九章仿生機器人與機械能量回收(253)
第一節(jié)智能機器人概述(253)
第二節(jié)軟體機器人(253)
第三節(jié)四足機器人(257)
第四節(jié)智能收割機器人(261)
第五節(jié)邏輯門控納米機器人(267)
第六節(jié)總結和展望(273)
參考文獻(275)
第十章仿生能源展望(277)
第一節(jié)仿生學在各類新能源中的應用(277)
第二節(jié)仿生學在能源儲存以及能源轉化領域的應用(281)
第三節(jié)國內外新能源局勢分析(284)
參考文獻(287)