仿生材料开发及其在海洋生物污损腐蚀防护中的应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王鹏，张盾，邱日编著 著

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• 仿生材料
• 海洋生物污损
• 腐蚀防护
• 材料科学
• 生物材料
• 海洋工程
• 表面工程
• 涂层技术
• 环境友好材料
• 防污涂料

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030483713

商品编码：12910634710

出版时间：2016-09-01

作  者:王鹏,张盾,邱日 编著 著作 定  价:88 出 版 社:科学出版社 出版日期:2016年09月01日 页  数:171 装  帧:平装 ISBN:9787030483713 ●丛书序
●丛书前言
●序
●前言
●第1章海洋生物污损过程与机制
●1.1海洋生物污损
●1.1.1海洋污损生物概况
●1.1.2海洋生物污损过程
●1.2典型污损生物附着过程与机制
●1.2.1细菌的附着机制
●1.2.2硅藻的附着过程与机制
●1.2.3藤壶的附着过程与机制
●1.3我国不同海域污损生物的组成与分布
●1.3.1我国不同海域微生物的组成与分布
●1.3.2我国海域海藻及大型生物的种类与分布
●1.4海洋生物污损的危害
●1.5现有的防污技术
●1.5.1物理防污法
●1.5.2化学防污法
●1.5.3生物学防污法
●部分目录

内容简介

王鹏、张盾、邱日编著侯保荣主编的《仿生材料开发及其在海洋生物污损腐蚀防护中的应用/中国腐蚀状况及控制战略研究丛书》作者以仿生材料开发及其在海洋生物污损腐蚀防护中的应用为主题，综合了靠前外相关研究进展以及作者多年工作积累，经悉心整理总结成本书。本书介绍了海洋生物污损过程与机制，总结了生物防污机制及影响因素。在此基础上，重点介绍了四种仿生材料(仿鲨鱼皮表面、仿鲸豚皮表面、仿猪笼草超滑表面、仿荷叶超疏水表面)的制各技术、防污性能与机制，并指出了仿生材料在目前研究和应用中存在的问题及未来发展的方向。本书主要适用于海洋相关科研院所，以及海洋工程、海洋资源开发、化工、能源等企业中海洋腐蚀与防护科研工作者，也可供高等院校相关师生参考。

创新材料的魔力：现代工程与环境挑战的交汇 图书名称：《创新材料的魔力：现代工程与环境挑战的交汇》 图书简介 本书深入探讨了二十一世纪材料科学领域最前沿、最具变革性的发展方向——功能性高分子、智能复合材料以及极端环境下的可靠性工程。我们不再局限于传统材料的性能极限，而是着眼于如何通过精妙的分子设计和结构调控，赋予材料前所未有的动态响应能力和环境适应性。本书旨在为材料工程师、化学家、机械设计师以及致力于可持续发展研究的学者提供一个全面的视角，理解新一代材料如何重塑我们对结构、能量和信息处理的认知。 第一部分：超越传统——功能性高分子的分子设计与合成 本部分聚焦于如何从原子和分子层面精确控制聚合物的结构，以实现特定的宏观功能。这不仅仅是合成新的聚合物链，更是一场关于结构-性能关系的深刻革命。 第一章：自组装与超分子化学的工程应用 我们首先考察了非共价相互作用在构建复杂功能结构中的核心作用。从氢键网络到π-π堆积，自组装机制如何被利用来制备具有高度有序性的纳米结构材料？本章详细分析了基于超分子框架的分子机器（Molecular Machines）的设计原理，及其在药物精确递送系统（Targeted Drug Delivery Systems）和化学传感中的潜在应用。重点阐述了响应性超分子聚合物如何通过外部刺激（如pH值、温度或光照）实现可逆的结构转变，从而实现材料的“编程”行为。 第二章：动态共价键与自修复材料的兴起 弹性键（Dynamic Covalent Bonds）的引入是材料科学的一大突破。本章深入研究了 Diels-Alder 反应、亚胺键交换等动态化学过程在构建可逆交联网络中的应用。重点讨论了本征自修复聚合物的机理，即材料在发生微裂纹后，能通过键的重组或扩散实现损伤的“自我感知”和“自我修复”。我们对比了热触发、光触发以及溶剂诱导的修复效率，并探讨了如何通过引入催化剂来加速修复速率，以期将修复时间从数小时缩短至数分钟。 第三章：先进光电活性高分子材料 功能性高分子在电子和能源领域的潜力是巨大的。本章详细介绍了有机半导体材料（Organic Semiconductors）的能带结构调控。我们探讨了如何设计具有高载流子迁移率的共轭聚合物，用于柔性电子设备（Flexible Electronics）和有机场效应晶体管（OFETs）。此外，本书还涵盖了用于高效光能捕获的聚合物太阳能电池（PSC）的界面工程，包括如何优化给体-受体（D-A）异质结的形貌，以提高激子分离效率和电荷收集能力。 第二部分：复合化与结构优化——极端环境下的性能保障 本部分转向宏观尺度，关注如何通过先进的复合技术和结构设计，确保材料在严苛的物理和化学环境中保持长期稳定性和机械完整性。 第四章：纳米增强复合材料的界面控制 复合材料的性能往往受制于填料与基体之间的界面质量。本章专注于纳米级填料（如碳纳米管、石墨烯、粘土纳米片）的表面化学改性和分散技术。详细讨论了“界面区”（Interphase Region）的形成及其对复合材料韧性（Toughness）和疲劳寿命（Fatigue Life）的影响。我们通过先进的表征手段，如高分辨透射电镜（HRTEM）和原子力显微镜（AFM），来量化界面粘结强度。 第五章：高温与高压环境下的热塑性材料应用 对于航空航天、深海探测等领域，材料必须承受极端的温度波动和机械载荷。本章分析了聚醚醚酮（PEEK）、聚酰亚胺（PI）等高性能热塑性塑料的分子链结构特征如何赋予其优异的热稳定性和化学惰性。我们探讨了通过引入无机纳米颗粒增强，来抑制高温下的蠕变（Creep）行为，并讨论了这些材料在增材制造（Additive Manufacturing/3D打印）中的工艺优化，以确保打印件的各向异性减至最低。 第六章：腐蚀防护与界面阻隔技术 尽管传统的防腐涂层已广泛应用，但针对化学侵蚀和电化学腐蚀的新型防护机制仍是研究热点。本章深入研究了原子层沉积（ALD）技术在制备超薄、高致密度的氧化物或氮化物阻隔层中的应用，这种涂层能有效抑制离子渗透。此外，我们还探讨了缓蚀剂（Corrosion Inhibitors）的智能释放系统，即利用微胶囊或聚合物基体，在腐蚀起始点局部、按需释放抑制剂，从而实现“反应性防护”。 第三部分：面向未来的挑战与可持续性设计 材料创新必须与环境责任相结合。本部分探讨了材料生命周期管理和循环经济原则如何指导新材料的开发。 第七章：可持续性与生物基高分子材料 面对化石资源枯竭和塑料污染，生物基和可降解聚合物的研究迫在眉睫。本章详细介绍了聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）等代表性材料的合成路径、性能缺陷及其改性策略。重点在于如何通过共聚、增塑或纳米增强来弥补生物基材料的固有脆性、耐热性差等问题，使其能够替代传统石油基塑料进入更广泛的应用领域。 第八章：材料的数字化孪生与寿命预测 现代工程要求更高的可靠性预测。本章介绍了如何利用计算材料学（Computational Materials Science），特别是密度泛函理论（DFT）和分子动力学模拟（MD Simulation），来预测新材料在复杂载荷下的断裂机制和化学反应路径。最后，探讨了如何将这些第一性原理的计算结果与机器学习算法结合，构建材料的“数字孪生模型”，从而实现对材料使用寿命的精确、实时预测和优化管理。 本书结构严谨，内容丰富，融合了基础理论研究与前沿工程实践，是材料科学、化学工程及相关交叉学科研究人员和高年级学生的必备参考书。通过对这些创新材料的深入解析，读者将能掌握驱动未来技术进步的关键工具和理念。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图质量给我留下了深刻的印象，图文并茂，尤其是一些对自然界中生物结构的微观扫描电镜照片，拍得极其精美，充分展现了自然界的鬼斧神工。然而，从内容逻辑来看，我在阅读中发现了一些章节间的跳跃感。例如，前一章还在热烈讨论基于海洋生物体液化学的腐蚀抑制剂的分子设计，下一章的内容却突然转向了宏观结构件的表面处理技术，两者之间的衔接略显生硬。我本以为这两部分会通过一个统一的“界面调控”的理论框架来串联起来，比如阐述分子尺度的优化如何影响宏观界面的粘附力和渗透性，但这种深层次的理论统一性在书中并不突出。这使得全书读起来像是一系列优秀但相对独立的专题报告的集合，而非一个流畅、递进的知识体系。对于一个想要构建完整认知模型的读者而言，这种结构上的松散感会让人在试图将不同知识点联系起来时，需要自己花费额外的精力去构建桥梁，这无疑增加了阅读的认知负荷。

评分☆☆☆☆☆

从学术严谨性的角度来看，这本书在引用最新的、突破性的研究进展方面略显滞后。虽然它涵盖了仿生材料领域的一些经典案例和基础理论，但对于近两三年内，特别是在纳米技术、人工智能辅助材料筛选等方面取得的重大进展，提及的频率不高，或者深度不够。例如，当前许多前沿研究开始利用机器学习模型来预测特定表面形貌与抗污性的关系，极大地加速了材料的筛选过程。这本书虽然提到了“计算辅助设计”，但其内容似乎更多地聚焦于传统的有限元分析或分子动力学模拟，对于更现代化的数据驱动方法着墨甚少。这使得这本书在定位上显得有些“保守”，更像是对过去十年成果的一次良好总结，而非面向未来五年的前瞻性展望。对于追求最新学术动态和研究工具的读者而言，这本书提供的“新意”不足，更像是一份扎实的教科书式参考资料，而非激发创新思维的“催化剂”。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷，是想系统了解当前海洋工程界面科学的前沿动态，特别是那些专注于“腐蚀防护”而非仅仅是“防污”的创新思路。海洋环境的苛刻性是众所周知的，从电化学腐蚀到微生物诱导腐蚀（MIC），这是一个多维度、复杂的挑战。这本书在介绍完仿生思路后，着墨于如何将这些仿生结构集成到现有的防护涂层体系中。问题在于，对于不同类型的腐蚀，仿生机制的侧重点似乎被平均分配了，导致在应对极端腐蚀情景时，缺乏针对性。例如，在描述如何利用仿生表面能梯度来排斥粘附微生物时，文字描述得非常优雅，但没有深入探讨在实际高盐、高压、高流速的深海环境下，这些精妙的表面结构能维持其功能的有效周期是多久。一个材料工程师更关心的是寿命和可靠性，以及如何通过加速老化测试来验证其长期性能。这本书更多地停留在“原理上可行”的阶段，而对于工程应用中最棘手的“耐久性”问题，讨论的深度还远远不够，似乎更偏向于基础研究的阶段性成果展示，而非面向工业化应用的完整解决方案。

评分☆☆☆☆☆

我一直对材料科学与海洋生物学的交叉领域抱有极大的热情，特别是关于如何利用仿生策略来避免或延缓生物污损对水下设备性能的影响。这本书确实提供了许多新颖的思路，比如模仿海藻或藤壶幼体附着机制的负反馈系统。但令我感到遗憾的是，书中对“验证”环节的论述过于薄弱。在仿生材料的研究中，一个关键的挑战是如何在实验室环境中，真实地模拟海洋深处或潮间带的复杂生物群落和物理化学条件。这本书似乎侧重于“设计”和“合成”，而对于“测试方法论”的讨论几乎是空白的。例如，缺乏对先进的生物传感器、原位监测技术在验证仿生涂层效能方面应用的详细介绍。如果一个新材料宣称具有卓越的防污性能，那么它必须通过标准化的、可重复的生物污染测试。这本书未能提供一个清晰的“测试路线图”或不同测试方法的优缺点比较，使得我们无法有效地评估作者们所描述的这些新颖材料在真实世界中的表现潜力，这对于希望将研究成果转化为实际应用的研究人员来说，是一个明显的短板。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名确实很有吸引力，光是“仿生材料开发”这几个字就让人联想到自然界中那些精妙的、经过亿万年锤炼的完美设计。我原本以为这本书会深入探讨某种特定的仿生材料，比如模仿海螺壳的结构来制造超强复合材料，或者模仿鲨鱼皮的微观纹理来减少流体阻力。然而，读完之后，我发现它更像是一本综述性质的科普读物，或者更准确地说，是一本面向领域交叉研究人员的入门指南。它涵盖了仿生学的基本原理，但对于核心的“开发”过程——即从生物学原理到工程实现的关键步骤，描述得略显宏观。比如，关于如何从复杂的生物表面获取可量化的几何参数，以及如何将这些参数转化为可控的合成工艺（如3D打印或纳米刻蚀），书中只是泛泛而谈，没有提供足够深入的技术细节。我期待能看到具体的案例研究，展示从“观察”到“制造”之间的鸿沟是如何被跨越的，但这本书在这方面略显保守，更像是描绘了一张宏伟蓝图，而非提供详细的施工图纸。对于希望深入了解材料合成化学或结构力学分析的专业人士来说，这本书提供的理论基础是不错的，但实操指导性稍显不足，让人感觉仿佛站在了知识的边缘，渴望能有更具体的工具箱来进入核心领域。