目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 傳統(tǒng)機械表面/加工界面相關(guān)理論的歷史局限 2
1.2 生物體表面/食器界面能場表征的理論難題 4
1.3 仿生機械表面/加工界面設計制造難題 6
1.4 微納仿生表/界面對人類發(fā)展的推動作用 8
1.5 本書的主要內(nèi)容及宗旨 10
參考文獻 10
第一部分 微納生物表/界面能場效應的機械特性表征
第2章 機械視角分類微納生物表/界面能場效應 13
2.1 機械與生物表/界面能場效應的巨大差距 14
2.2 機械與生物表/界面結(jié)構(gòu)的巨大差距 16
2.3 對生物微納表/界面能場效應的表征方法 19
參考文獻 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)線的增阻效應及其理論問題 24
3.2 鯊魚皮減阻結(jié)構(gòu)表征及其理論問題 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 鯊魚皮減阻效應理論問題 30
參考文獻 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 豬籠草減摩效應理論問題 44
4.1.3 波動減摩理論 50
4.2 樹蛙增摩界面結(jié)構(gòu)表征及其理論問題 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 樹蛙增摩效應理論問題 56
參考文獻 61
第5章 細胞納米界面的輸運和沉積結(jié)構(gòu)表征 63
5.1 氧化亞鐵硫桿菌氧化膜結(jié)構(gòu)的表征及理論問題 63
5.1.1 氧化亞鐵硫桿菌氧化膜結(jié)構(gòu)及反應模型 63
5.1.2 氧化亞鐵硫桿菌生物膜循環(huán)氧化效應的理論問題 65
5.2 細胞內(nèi)界面生物約束成形微納米功能顆粒 70
5.2.1 微生物細胞內(nèi)界面沉積微納米功能顆粒的制造 70
5.2.2 細胞內(nèi)界面沉積微納米功能顆粒的應用 77
5.3 細胞膜納米沉積結(jié)構(gòu)表征及其理論問題 80
5.3.1 細胞對納米顆粒的攝取 80
5.3.2 細胞膜礦化結(jié)構(gòu)表征及其理論問題 82
參考文獻 91
第6章 生物表/界面能場效應普適性與多樣性分析 95
6.1 生物表/界面能場效應普適性分析 95
6.1.1 生物圈界面能場效應普適性法則 95
6.1.2 生物表/界面機械能場效應自調(diào)控細則 98
6.2 生物表/界面機械能場效應多樣性分析 100
6.2.1 生物表/界面機械能場效應的形態(tài)作用多樣性分析 100
6.2.2 生物表/界面機械能場效應的結(jié)構(gòu)生成多樣性分析 104
參考文獻 108
第二部分 微納仿生表/界面能場效應的設計制造應用
第7章 生物視角分類仿生表/界面能場效應 111
7.1 生物表/界面能場效應向機械轉(zhuǎn)移的仿生形態(tài)設計途徑分類及關(guān)鍵 113
7.2 生物表/界面能場效應向機械轉(zhuǎn)移的仿生結(jié)構(gòu)創(chuàng)成途徑分類與難點 116
7.3 生物表/界面能場效應向機械轉(zhuǎn)移的仿生系統(tǒng)整合途徑分類與難點 119
參考文獻 122
第8章 仿生界面增阻結(jié)構(gòu)增強力學感知 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)丘傳感器設計 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)丘的設計及工作原理 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 觸覺傳感器的設計及工作原理 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)增強觸覺感知 135
參考文獻 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 玻璃纖維布增強的耐久超疏水節(jié)能防冰涂層 158
參考文獻 162
第10章 表面仿生增潤/增摩手術(shù)工具 165
10.1 表面仿生濕增潤電刀 165
10.1.1 仿生增潤防粘表面的設計 165
10.1.2 仿生濕增潤電刀的制造 171
10.1.3 仿生濕增潤電刀的組織切割性能評價 174
10.2 表面仿生干增潤超聲電刀 177
10.2.1 仿生波動增潤效應 177
10.2.2 仿生波動干增潤電刀的制備 178
10.2.3 仿生波動干增潤電刀的防粘連和熱損傷評價 180
10.3 仿生液膜潤濕夾持工具的防滑效應 183
10.3.1 仿樹蛙腳掌強濕摩擦表面制備 183
10.3.2 仿生強濕摩擦手術(shù)夾鉗 186
10.3.3 仿生強濕摩擦表面在生物電極上的應用 193
參考文獻 196
第11章 界面仿生增潤波動式加工技術(shù) 198
11.1 仿生界面潤滑強化波動式切削技術(shù) 198
11.1.1 仿生波動式切削法 198
11.1.2 波動界面之間的增潤和減磨效果 207
11.1.3 波動式切削表面質(zhì)量改進 214
11.2 仿生界面干增潤波動制孔技術(shù) 218
11.2.1 受豬籠草啟發(fā)的仿生界面干增潤技術(shù) 219
11.2.2 干增潤波動式磨削技術(shù) 220
11.2.3 干增潤波動式鉆削技術(shù) 228
參考文獻 234
第12章 細胞表面生物約束成形微納米功能微粒 235
12.1 細胞表面生物約束成形電磁功能顆粒 235
12.1.1 微生物細胞表面沉積微納米功能顆粒的制造 235
12.1.2 細胞表面沉積微納米功能微粒的應用 237
12.2 基于細胞吞噬功能的磁性細胞機器人的制備 239
12.2.1 細胞機器人的制作與表征 240
12.2.2 磁場驅(qū)動細胞機器人靶向運動 240
12.2.3 細胞機器人可靶向運動到指定位點 241
12.2.4 細胞機器人體外靶向殺傷腫瘤細胞 242
12.2.5 細胞機器人控制在體內(nèi)治療腫瘤 243
參考文獻 244
第13章 微納仿生表/界面能場效應的突破性分析 246
13.1 生物/仿生途徑提升廣義機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 255