生物納米電子學 D.Dragoman 9787030414274 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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D.Dragoman 著

圖書標籤:

• 生物納米電子學
• 納米電子學
• 生物技術
• 納米技術
• 電子學
• 交叉學科
• 科學
• 工程
• 材料科學
• 生物物理學

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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030414274

商品編碼：29300432816

包裝：圓脊精裝

齣版時間：2016-05-01

基本信息

書名：生物納米電子學

定價：138.00元

作者：D.Dragoman

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2016-05-01

ISBN：9787030414274

字數：335

頁碼：268

版次：31

裝幀：圓脊精裝

開本：32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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目錄

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Contents
1 Fundamentals on Bionanotechnologies 1
1.1 TransportPhenomenaattheNanoscale 1
1.2 Nanotechnologiesfor BionanoelectronicDevices 18
1.2.1 Deposition Techniques for BionanoelectronicDevices 18
1.2.2 Nanolithography 20
1.2.3 Nanomaterials 27
1.3 Conduction Properties of BiologicalMaterials 35
1.4 Micro.uidics and Nano.uidics 46
References 54
2 Sensing of Biomolecules 57
2.1 Nanotransistors Based on Nanotubes, Nanowires, andGrapheneforBiosensing 57
2.2 DNA Detection and SequencingUsing Nanopores 73
2.3 MEMS/NEMS Biodetection 80
2.4 Plasmonics Biodetection 87
2.5 NanoelectronicNoses and Various Disease Detection 98
References 102
3 Imaging and Manipulation of Biomolecules 107
3.1 Bioapplications of Atomic Force Microscopy 107
3.2 Bioapplicationsof Scanning TunnelingMicroscopy 114
3.3 ManipulationofBiologicalMaterials 117
References 123
4 Nanomedicine 127
4.1 Drug Deliveryand Healing Based on Nanomaterials 127
4.2 Biochips—DNAArraysandOtherChipsforDiagnosis 144
4.3 Arti.cial Tissues and Organs 146
References 148
5 Biomolecular Architecture for Nanotechnology 151
5.1 DNA-BasedMolecularArchitectures 152
5.2 Self-Assembled DNA Nanowires 155
5.3 Two-and Three-DimensionalBioarchitectures as Scaffolds 159
5.4 NonperiodicBiologicalScaffoldsforInorganicStructures 165
5.5 InorganicScaffolds for Biomolecules 169
References 170
6 Biomolecular Machines 173
6.1 BiologicalActuatorsandSwitches 174
6.2 Biological Walkers 180
6.3 Biological Motors 183
References 187
7 Biomolecular Computing 189
7.1 Principles of Biomolecular Computing 189
7.2 Boolean BiomolecularComputing 192
7.3 Self-AssemblyBiomolecularComputing 198
7.4 Biomolecular Logical Deductions 200
7.5 Biomolecular Memory Devices 201
7.6 Logical Drug Delivery and In Vivo Computation 203
References 205
8 Bioinspired Devices 207
8.1 Bioinspired Materials 208
8.2 Bioinspired Devices 215
8.3 Bioinspired TechnologicalProcesses 222
8.4 Devices Mimicking Biological Organs/Functionalities 224
References 229
9 Nano-Bio Integration 233
9.1 Nano-bioMaterials for Electronics and Optoelectronics 233
9.2 Nano-bioMechanical Devices 236
9.3 Nanobioelectronicsand Optoelectronics 239
References 246
Index 249
About the Authors 253

作者介紹

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文摘

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序言

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生物納米電子學：探索生命與微觀世界的交匯點 在人類探索未知的旅程中，我們不斷將視野推嚮更深、更廣的領域。從浩瀚的星辰大海到微觀的原子粒子，每一個尺度都蘊藏著無限的奧秘。而生物納米電子學，正是這樣一門將生命科學與納米技術、電子學深度融閤的前沿學科。它不僅是對生命分子功能的精細解讀，更是對微觀世界操控與應用的全新嘗試。 這門學科的核心在於，它試圖理解和利用生物體固有的納米尺度結構和功能，並將它們與電子學器件巧妙地結閤起來。想象一下，將DNA的雙螺鏇結構轉化為信息存儲介質，或者利用蛋白質的催化活性來驅動微型電子開關，甚至設計齣能夠與神經元細胞進行直接通信的生物傳感器。這些曾被視為科幻場景的構想，在生物納米電子學的研究中正一步步變為現實。 探尋生物體內的“電子之舞” 生命並非是一個靜態的化學反應過程，而是一個充滿動態的電子傳遞與能量轉化的過程。從光閤作用中的電子鏈傳遞，到綫粒體中的氧化磷酸，再到神經信號的傳遞，無一不涉及精妙的電子行為。生物納米電子學緻力於揭示這些生命過程中電子的流動路徑、調控機製以及它們所承載的信息。 例如，研究人員正在深入探索酶催化反應中的電子轉移機製。酶，這些生命體的“工作分子”，能夠以前所未有的效率催化復雜的化學反應，而其核心往往是精確控製的電子轉移過程。通過理解這些過程，我們不僅能更深刻地認識生命活動的本質，更能從中汲取靈感，設計齣高效、選擇性強的生物催化劑，應用於醫藥、環保和能源等領域。 納米技術：實現微觀操控的利器 要與生物體的納米尺度世界互動，離不開納米技術的強大支撐。納米材料，如量子點、碳納米管、石墨烯以及各種納米粒子，因其獨特的物理化學性質，成為瞭生物納米電子學研究中的關鍵工具。 量子點，這些具有熒光特性的半導體納米晶體，能夠根據尺寸的不同發齣不同顔色的光。這使得它們在生物成像領域大放異彩，能夠清晰地標記和追蹤細胞內的分子，為疾病診斷和藥物研發提供前所未有的可視化手段。 碳納米管和石墨烯，以其優異的導電性和機械強度，為構建微型化的電子器件提供瞭基礎。研究人員正嘗試將這些納米材料直接集成到生物係統中，例如，構建能夠檢測特定生物標誌物的納米傳感器，或者開發能夠繞過受損神經的“電子神經支架”。 電子學：賦予生命“智能”的觸角 電子學器件，尤其是微電子和納電子學器件，為生物納米電子學提供瞭與生物分子進行信息交互的“語言”。通過將生物分子與電子器件巧妙連接，我們可以實現對生物過程的監測、控製和乾預。 例如，DNA電子學是生物納米電子學中的一個重要分支。DNA分子本身具有一定的導電性，並且其序列信息可以通過特定的方式進行讀取和編碼。研究人員正在探索如何利用DNA來構建新型的存儲器件，甚至開發基於DNA的計算邏輯門。 另一項令人興奮的研究方嚮是神經接口。通過開發微電極陣列和納米電極，研究人員正試圖實現對神經元活動的精確記錄，並嚮神經係統發送電信號，從而有望幫助恢復因損傷或疾病而喪失的運動或感覺功能。 生物傳感器：生命的“哨兵” 生物納米電子學在生物傳感器領域的應用尤為突齣。生物傳感器是一種能夠識彆生物特定成分並將其轉化為可測量信號的裝置。利用生物分子（如抗體、酶、核酸）作為識彆單元，與納米材料或微電子器件結閤，可以構建齣高度靈敏、特異性強的生物傳感器。 這些傳感器可以用於： 疾病的早期診斷： 檢測血液、尿液等體液中的微量生物標誌物，如腫瘤標誌物、病毒抗原等，從而實現癌癥、傳染病等疾病的早期預警。 藥物的實時監測： 監測藥物在體內的濃度變化，優化藥物劑量，提高治療效果，降低副作用。 環境監測： 檢測水、空氣中的有害物質，如重金屬離子、農藥殘留等，保障環境安全。 食品安全檢測： 快速準確地檢測食品中的緻病菌、添加劑等，維護消費者健康。 生物電子醫學：革新醫療的未來 生物納米電子學的進步正在深刻地改變著醫療保健的麵貌，催生瞭生物電子醫學這一新興領域。它融閤瞭生物學、納米技術、電子學和醫學，旨在開發用於診斷、治療和康復的新型技術。 例如，可植入的生物電子器件，如體內的傳感器和刺激器，能夠實時監測生理參數，並在需要時進行精確的電刺激，以調節神經功能、心律等。這為治療帕金森病、癲癇、慢性疼痛等神經係統疾病帶來瞭新的希望。 此外，基於納米技術的藥物遞送係統，可以精確地將藥物輸送到病竈部位，減少全身副作用。結閤生物納米電子學的監測能力，可以實現“按需給藥”，實現更精準、更個性化的治療。 挑戰與展望 盡管生物納米電子學取得瞭令人矚目的成就，但仍麵臨諸多挑戰。例如，如何實現生物分子與電子器件之間的穩定、高效的界麵連接；如何確保納米材料在體內的生物相容性和安全性；如何開發更先進的信號處理和數據分析技術，以應對海量的生物信息。 然而，這些挑戰也正是科研人員不斷探索和創新的動力。隨著基礎科學的不斷突破，以及納米技術、電子學和生物學之間融閤的日益深化，生物納米電子學的未來充滿無限可能。 我們可以預見，在不久的將來，生物納米電子學將為我們帶來： 更早、更準確的疾病診斷工具。 更有效、副作用更小的治療方案。 更智能、更個性化的健康管理方式。 甚至能夠實現人機融閤，拓展人類的能力邊界。 生物納米電子學，不僅是對生命奧秘的深度挖掘，更是人類對自身以及與自然互動方式的重新定義。它是一門跨越學科界限的藝術，一種融閤科學與想象力的實踐，引領我們走嚮一個更加智能、健康、可持續的未來。

評分☆☆☆☆☆

我最近對跨學科的研究方嚮産生瞭極大的興趣，特彆是那些能夠從不同維度解釋生命現象的書籍。這本《生物納米電子學》的書名立刻吸引瞭我的注意，因為它暗示瞭將電子學的原理應用於理解生物過程的可能性，這對我來說是一個全新的概念。我過去接觸的生物學知識更多地側重於分子生物學和遺傳學，而對物理和電子學在生命係統中的作用瞭解不多。因此，我非常期待這本書能夠填補我在這一領域的知識空白。我希望這本書能夠用一種相對易懂的方式，闡述生物體內的電信號傳遞、能量轉換以及納米尺度下的生物電子器件的工作原理。想象一下，如果我們可以通過電子學的視角來解析神經元的信號傳導，或者設計齣能夠與細胞相互作用的納米級傳感器，這將會是多麼令人振奮的突破！我希望作者Dragoman能夠提供清晰的理論框架和生動的案例，讓我能夠逐步領略到生物納米電子學的魅力所在，並且能夠感受到它在未來醫學、材料科學甚至人工智能等領域所蘊含的巨大潛力。

評分☆☆☆☆☆

我是一名生命科學專業的學生，一直以來都在努力拓寬自己的知識麵，嘗試將不同的學科知識融會貫通。最近，我偶然看到瞭《生物納米電子學》這本書，書名就讓我眼前一亮。我一直對生物體內的電生理現象非常感興趣，比如神經信號的傳遞、肌肉的收縮等等，但傳統的生物學教材往往側重於化學和分子層麵的解釋，而忽略瞭電子學在其中扮演的重要角色。我希望這本書能夠從電子學的角度，為我打開一扇新的大門，讓我能夠更深入地理解生命活動的本質。我期待作者D.Dragoman能夠用清晰的語言，介紹生物納米電子學的基本原理，包括納米材料在生物醫學中的應用，以及如何設計和製造能夠與生物係統相互作用的納米電子器件。如果書中能夠提供一些實際的應用案例，比如生物傳感器、藥物遞送係統或者仿生電子學等，那將會更加吸引我。我希望這本書能夠激發我對這一交叉學科的濃厚興趣，並為我未來的學術研究和職業發展提供重要的參考。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對交叉學科研究充滿好奇的工程師，經常在各種專業期刊和書籍中尋找能夠拓展我視野的內容。當我在書店看到這本《生物納米電子學》時，它立刻引起瞭我的興趣。書名本身就非常有吸引力，它暗示瞭將微觀的電子學原理與生命體的復雜結構和功能相結閤，這正是我一直以來所關注的研究方嚮。我希望這本書能夠提供深入的理論分析，並輔以具體的實驗數據和模型，來解釋生物分子如何與電子元件相互作用，以及如何利用這些相互作用來實現特定的功能。例如，我特彆想瞭解在納米尺度上，電信號是如何在生物體內傳遞的，以及如何設計和製造能夠模擬生物功能的納米電子器件。作者D.Dragoman的名字我之前沒有接觸過，但我相信他一定是一位在這個領域有深入研究的專傢。我期待這本書能夠提供給我新的研究思路和技術啓發，幫助我在工程實踐中更好地理解和應用生物納米電子學的相關知識。ISBN 9787030414274，這個數字對我而言，代錶著知識的匯聚和探索的起點。

評分☆☆☆☆☆

我是一名退休多年的老教授，雖然離開瞭教學一綫，但對於新知識的渴求從未停止。在一次偶然的機會，我看到瞭這本《生物納米電子學》的書名，頓時被它所吸引。在我的學術生涯中，我曾接觸過物理學和電子工程的領域，也對生物學有著濃厚的興趣，而這本書恰好將這兩個看似獨立的領域巧妙地結閤起來。我猜想，這本書的作者D.Dragoman一定是一位在跨學科研究方麵有著深厚造詣的學者。我特彆好奇，在納米尺度下，生物分子是如何與電子器件産生聯係的，以及這種聯係如何能夠被用來監測、診斷甚至治療疾病。我希望這本書能夠提供一些基礎性的理論知識，讓我能夠理解生物納米電子學的基本概念和核心技術。同時，我也期待書中能夠有一些前瞻性的討論，展望生物納米電子學未來的發展方嚮和潛在的應用前景。這本書的ISBN號 9787030414274，它代錶著一個全新的知識領域，我迫不及待地想翻開它，去探索其中的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很吸引人，深邃的藍色背景搭配著醒目的金色書名，有一種科技與生命交織的神秘感。我之所以選擇購買它，很大程度上是被這個設計所打動。雖然我對生物納米電子學這個領域並非科班齣身，但一直對前沿的科學技術抱有濃厚的興趣，特彆是那些能夠跨越學科界限，將看似毫不相關的領域巧妙融閤的課題。這本書的書名本身就充滿瞭想象空間，生物和納米電子學，這兩個詞組閤在一起，很容易讓人聯想到微觀世界的精密機械，以及它們在生命體內的運作機製。我設想這本書會帶領我進入一個全新的視角，去理解生命活動背後更深層次的物理和電子學原理。作者的名字D.Dragoman，我也並不熟悉，但一本優秀的著作往往需要嚴謹的學術積纍和清晰的闡述能力，我期待這位作者能夠用他獨特的視角和紮實的知識，為我揭開生物納米電子學的神秘麵紗，讓我領略到科學探索的魅力。 ISBN號 9787030414274，這串數字也象徵著這本書的獨特性和權威性，我相信它承載著作者多年的心血和研究成果。