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李岳 ...（等）著 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118090536

商品编码：29372394059

包装：平装

出版时间：2014-12-01

基本信息

书名：胚胎型仿生自修复技术

定价：58.00元

作者：李岳 ... 著

出版社：国防工业出版社

出版日期：2014-12-01

ISBN：9787118090536

字数：166000

页码：

版次：5

装帧：平装

开本：12k

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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　　《胚胎型仿生自修复技术》首先介绍了胚胎型仿生自修复硬件的研究现状与发展趋势，然后分别从原核和真核两个方面对仿生自修复硬件涉及的生物学原理进行了研究探讨，以此为基础，重点论述了胚胎仿生自修复硬件的基本原理和硬件结构，并分别以4×4的乘法器、FIR滤波器和模糊控制器为对象，研究了基于FPGA的仿生自修复硬件、真核仿生阵列和内分泌仿生阵列的设计和实现方法。
　　本书适合于电子系统设计人员及相关研究人员阅读，也可作为电子系统设计、微电子与纳米技术、可靠性设计与维修工程等相关专业研究生和高年级本科生的教材或参考书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《生命脉络：材料的智慧觉醒》 内容简介： 《生命脉络：材料的智慧觉醒》是一部深入探索材料科学前沿的著作，它跳脱了传统材料性能的局限，将视角聚焦于“活”的材料，旨在揭示材料如何模拟、学习并最终超越生物体的自适应与修复能力。本书并非专注于某个具体的技术名词，而是以宏观的生命哲学为引，从基础的分子识别机制出发，逐步构建起一套全新的材料设计理念。 第一章：宇宙的自愈密码——从宏观到微观的启示 本章将从宇宙万物普遍存在的“修复”现象入手，例如行星表面的地质活动、生物体的伤口愈合，乃至量子世界的能量守恒，探讨“自愈”这一基本法则在自然界中的体现。我们将追溯生命起源的化学演化，分析早期生命体如何通过物质交换与能量转化来维持自身的稳定与繁衍。随后，章节将迅速将焦点拉回微观层面，介绍构成物质的基本粒子及其相互作用，重点阐述分子间的识别、结合与解离等基本化学原理。我们将探讨是否存在一种“内在记忆”机制，使得材料在受到损伤后能够“感知”并“主动”响应，而非仅仅依赖外部介入。通过对生物大分子（如DNA、蛋白质）的结构与功能进行类比，本书将初步勾勒出仿生材料可能具备的“感知”与“响应”能力的基础。 第二章：模拟生命的蓝图——结构与功能的协同演化 本章深入研究生物体在漫长的演化过程中，如何通过精巧的结构设计来实现强大的功能，尤其是其高效的自我修复机制。我们将以骨骼的力学性能与修复过程、皮肤的屏障功能与再生能力、以及血液循环系统的损伤检测与堵塞修复为例，详细剖析生物材料在微观结构、宏观形貌以及能量传递等方面所展现出的智慧。本书将重点介绍生物材料的层级结构（hierarchical structure）如何赋予其优异的力学性能和损伤容忍性，并探讨这些结构特性如何能够被模仿并应用于人造材料。此外，还将介绍生物体内信号传导通路对损伤修复的调控作用，为理解材料如何实现“智能响应”提供生物学上的依据。例如，细胞如何识别损伤信号，并启动一系列复杂的修复生化反应，最终恢复组织的功能。 第三章：分子级的“活性剂”——驱动材料自主修复的内在机制 本章将是本书的技术核心，它将聚焦于驱动材料实现自主修复的微观机制。我们将探讨各类“活性剂”（active agents）的设计理念，这些活性剂并非简单的填充物，而是具备特定功能的分子单元，能够在材料损伤时被激活并发挥作用。这包括但不限于： 自愈单体与交联剂（Monomers and Crosslinkers）： 借鉴生物体中单体聚合形成大分子的过程，以及细胞间的连接方式，设计能够响应损伤信号（如pH变化、温度升高、紫外线照射等）而发生聚合或交联反应的分子。这些反应能够填补裂缝、重新连接断裂的分子链，从而恢复材料的完整性。 微胶囊与血管网络（Microcapsules and Vascular Networks）： 模仿生物体中的细胞和血管系统，设计包含自愈修复液体的微胶囊，当材料出现裂纹时，微胶囊破裂释放修复液，填补裂缝。更进一步，将介绍仿生血管网络的设计，模拟生物体的循环系统，能够持续输送修复物质到损伤区域，实现重复性修复。 催化剂与信号分子（Catalysts and Signaling Molecules）： 借鉴生物体内酶的催化作用和信号分子的传递机制，设计能够加速修复反应的催化剂，或能够诱导修复过程启动的信号分子。这些分子能够精确定位损伤，并精准调控修复反应的速率和效率。 智能响应聚合物（Smart Responsive Polymers）： 介绍各类能够在特定环境下（如温度、pH、光照、磁场等）发生可逆性形变或化学性质改变的聚合物。这些聚合物能够通过自身形变来闭合裂缝，或通过改变表面性质来促进细胞附着和生长。 第四章：从被动响应到主动感知——赋予材料“意识”的初步尝试 本章将探讨如何让材料不仅能够对损伤做出响应，更能主动“感知”损伤的存在和性质，并根据感知到的信息调整修复策略。这涉及到对生物体“感觉器官”和“神经网络”的模拟。 传感机制的嵌入（Integration of Sensing Mechanisms）： 介绍如何将各种传感器件（如压电材料、热敏材料、荧光探针等）微型化并集成到材料内部，使其能够实时监测材料的应力分布、温度变化、化学环境等参数。 分布式网络与信息处理（Distributed Networks and Information Processing）： 探讨如何构建由传感器和执行器组成的分布式网络，类似于生物体的神经系统。当传感器感知到损伤信号时，会将信息传递给相邻的节点，并最终触发就近的修复机制。这需要借鉴信号处理和网络拓扑学的相关知识，实现高效的信息传递和决策。 学习与适应性修复（Learning and Adaptive Repair）： 展望材料如何通过积累损伤修复的经验，形成“学习”能力，从而在未来遇到类似损伤时，能够采取更优化的修复方案。这可能涉及到一些基础的人工智能算法在材料设计中的应用，例如强化学习，让材料在反复的损伤与修复过程中不断优化其修复策略。 第五章：材料的“生命周期”——可持续性与生物相容性的未来 本章将视角从单一的修复过程拓展到材料的整个生命周期，关注其可持续性和对环境的影响。 可降解与可回收的设计（Biodegradable and Recyclable Design）： 探讨如何设计在完成使命后能够安全降解，或易于回收再利用的仿生材料，以减少环境污染。 生物相容性材料（Biocompatible Materials）： 强调在设计用于人体植入或与生物体接触的材料时，必须考虑其生物相容性。这包括材料的毒性、免疫原性以及对细胞生长和分化的影响。介绍如何通过模仿生物分子表面特性，如电荷分布、疏水性等，来提高材料的生物相容性。 能源与信息传输的仿生（Biomimicry in Energy and Information Transfer）： 拓展仿生理念的应用范围，探讨如何从生物体汲取灵感，设计能够自主获取能量（如太阳能、化学能）或高效传输信息的材料，为未来的智能材料系统提供动力和通信支持。 第六章：挑战与展望——通往“活”材料的漫漫征途 本章将梳理当前材料自修复领域面临的主要挑战，包括成本、规模化生产、长期稳定性、以及与复杂环境的互动等问题。同时，也将对未来“活”材料的发展前景进行展望，描绘其在医疗、能源、航空航天、土木工程等领域的广阔应用前景。本书将强调，实现真正的“活”材料，不仅仅是技术的突破，更是一种全新的哲学思考，是对生命本质的深刻理解和对未来物质世界的无限想象。 《生命脉络：材料的智慧觉醒》旨在为材料科学家、工程师、以及对生命科学与前沿科技感兴趣的读者提供一个全新的视角。它不是一本具体的“如何做”的技术手册，而是一本“为何要这样”的理念指南，引导读者从更深层次理解材料的可能性，并激发对未来材料创新的无限灵感。本书的语言风格力求自然流畅，避免过于晦涩的专业术语，并巧妙地穿插生命科学的生动案例，使得复杂的科学原理易于理解和接受。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最深刻的感受，是一种对于“未来”的强烈预感，它不仅仅是关于技术，更关乎对生命本质的重新认知。书名《胚胎型仿生自修复技术》本身就极具吸引力，它将一个全新的科技概念具象化。我设想，书中一定会深入探讨生命最原始、最纯粹的“创造力”和“修复力”，也就是胚胎在发育过程中所展现出的那种令人惊叹的自我组织和再生能力。作者可能不仅仅是在介绍一项技术，而是在揭示一种“生命的智慧”，并将其转化为工程设计的蓝图。我特别好奇，书中是否会详细阐述如何将胚胎发育过程中那些关键的信号通路、生长因子以及细胞间的相互作用，转化为人造材料中可以模拟和执行的“程序”。例如，材料是否能够像胚胎细胞一样，对外界的“损伤信号”做出反应，并激活内部的“修复机制”？书中会不会引用一些最新的科学研究成果，展示这项技术在不同领域的初步应用，比如在航空航天领域，开发能够自主修复微小裂纹的蒙皮；或者在医疗领域，制造出能够自我愈合的生物支架。这种技术，听起来就像是赋予了无生命物质以“生命力”，让它们不再是脆弱易损的，而是能够不断地自我更新和维持。这本书，在我看来，预示着一个全新的材料时代，一个更加持久、更加智能、也更加“生命化”的未来。

评分☆☆☆☆☆

读到《胚胎型仿生自修复技术》这个书名，我的第一反应是：“哇，这听起来太酷了！”。我脑海中立刻联想到科幻电影里那些能够自我修复的装甲和设备，但这本书显然比那更具深度和科学性。我猜测，作者很可能从最根本的生物学原理入手，深入剖析胚胎在形成过程中，如何从一个简单的细胞团，逐步构建出复杂的生命体，以及在这个过程中，它所展现出的卓越的自我组织、分化和修复能力。这本书或许会详细解释，如何将这些生物体的“内驱力”和“修复机制”，通过巧妙的工程设计，应用到非生命材料上。我特别期待书中能够解答，究竟是什么样的“技术”能够赋予材料“胚胎型”的特性，是某种特殊的分子结构，还是某种创新的复合材料设计？书中是否会介绍一些具体的“仿生”策略，比如模仿细胞膜的结构来设计自修复涂层，或者模拟细胞骨架来增强材料的韧性和抗损伤能力？对于我这样的读者而言，我希望书中能够提供一些生动形象的比喻和图解，帮助我理解那些复杂的科学原理，并且能够看到这项技术在现实世界中的应用前景，例如让我们的手机屏幕不再轻易碎裂，让汽车的外壳在轻微碰撞后能够自动修复，甚至创造出能够自我维护和更新的城市基础设施。这本书，在我看来，代表着一种全新的工程哲学，一种将“生命”的智慧融入“物质”的创造。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就给人一种非常“未来感”的视觉冲击，简约而不失力量，隐约透露出一种生机勃勃又极其精密的科技感。当翻开书页，我立刻被其引人入胜的叙事风格所吸引。作者并非枯燥地罗列枯燥的科学理论，而是以一种生动的故事化语言，将复杂的概念娓娓道来。仿佛是一位经验丰富的生物学家兼工程师，带领读者一同踏上探索“生命奥秘”的旅程。我尤其对书中关于“仿生”的部分感到着迷。它不仅仅是简单地模仿生物的形态，而是深入到生物体进行自我修复的内在逻辑和分子层面。我猜想，书中会详细解析在胚胎发育过程中，细胞如何进行精确的迁移、分化和协同工作，以及在损伤发生时，这些细胞如何被“激活”并执行修复任务。或许会提及一些具体的生物分子，比如生长因子、信号通路，甚至是基因调控网络，并解释它们如何在人造材料中被模拟和应用。我非常期待书中能够解答这样一个问题：我们如何才能在非生命的材料中，复制出胚胎细胞那种近乎“完美”的自主修复能力？它是否需要我们创造出一种具有“记忆”和“指令”的材料？书中是否会举例说明，比如某种新型的自修复涂层，或者能够自我愈合的电子元件？这种跨越生物学与工程学界限的探索，无疑是极具颠覆性的，它为解决材料老化、设备损耗等现实问题提供了全新的思路，也预示着一个更加可持续、更加长寿的物质世界的可能性。

评分☆☆☆☆☆

我最近在书店里翻到了一本看起来非常前沿的科技读物，书名是《胚胎型仿生自修复技术》。仅仅是这个书名，就足以激起我强烈的好奇心。我一直对生命科学与工程技术的结合充满兴趣，特别是那些能够模仿自然界神奇能力的领域。《胚胎型仿生自修复技术》这个名字，让我联想到生物体的生长发育和自我修复能力，比如伤口愈合、断肢再生等等，这些现象在自然界中是如此普遍而又令人惊叹，而如今人类似乎正试图将其原理运用到非生命体上。我设想，这本书可能会深入探讨如何从受精卵的初期发育阶段汲取灵感，研究胚胎在形成过程中如何精确地组织和构建复杂的器官和结构，并将其中的关键机制——尤其是那些与“自修复”相关的机制——提炼出来，应用到材料科学、工程制造甚至是医学领域。想象一下，一个产品，一旦出现损坏，能够像生物组织一样，自主地检测损伤，并激活内部的“修复程序”，重新连接断裂的分子链，填补缺失的结构，最终恢复完整。这听起来像是科幻小说里的情节，但这本书的标题却暗示着这可能正在成为现实。我特别好奇作者会如何解释“胚胎型”这个概念，它究竟是指模仿胚胎的整体发育过程，还是仅仅借鉴其关键的自组织和自修复的分子机制？书中会不会介绍相关的实验案例，或者探讨这项技术在实际应用中可能面临的挑战和前景？这本书给我带来的第一印象，是一种对未来科技突破的无限遐想，它触及了我们对生命本质和工程极限的深刻思考。

评分☆☆☆☆☆

我之前从未接触过“胚胎型仿生自修复技术”这个领域，所以当我在书架上看到这本书时，我的第一反应是感到一丝陌生，但也随之而来的是强烈的好奇。这个名字听起来既有生命的神秘感，又有工程的严谨性。我猜测这本书可能是一本非常学术化的著作，或许会涉及到大量的生物化学、材料科学和机械工程的知识。我脑海里浮现出的画面是，作者会从胚胎发育的早期阶段开始讲解，例如多能干细胞如何分化成不同的组织和器官，以及在这个过程中，细胞之间是如何进行信息交流和协同工作的。然后，他会进一步探讨，如何将这些原理应用到材料科学中，创造出能够自主修复损伤的材料。例如，在材料中 embedded 微胶囊，当材料受损时，微胶囊破裂释放出修复剂，填补裂缝。或者，设计具有特定分子结构的材料，使其在受到应力时能够自发地进行重组和连接。我希望书中能够深入分析“胚胎型”这个词的含义，它是否意味着模仿胚胎在特定条件下进行生长和修复的能力？是模仿其宏观的结构形成，还是微观的分子动态？对于我这样一个非专业读者来说，我最期待的是书中能否用更易懂的语言解释这些复杂的技术原理，并且提供一些具体的应用案例，比如如何利用这项技术来制造更耐用的建筑材料，或者开发更长寿命的电子产品。