胚胎型仿生自修复技术 9787118090536 国防工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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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：29570692352

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：

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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材料科学的前沿探索：智能材料与仿生自修复系统的革新 在21世纪的材料科学领域，一场关于“智能”与“生命力”的革命正在悄然兴起，其核心在于赋予材料自我感知、自我修复的能力。长久以来，材料的损坏如同人类健康的隐患，一旦出现裂痕、磨损或功能衰退，往往意味着其使用寿命的终结，高昂的维修成本和资源的浪费也随之而来。然而，从大自然的鬼斧神工中汲取灵感，科学家们正致力于创造出能够像生物体一样，在损伤发生时自动进行修复的新型材料。 仿生学的启示：生命体的智慧融入材料设计 生命体的自修复能力一直是自然界最令人惊叹的奇迹之一。从皮肤的愈合到骨骼的再生，生物体能够有效地应对各种损伤，维持自身的完整性和功能。这种“自主修复”的机制，正是仿生材料研究者们追寻的目标。他们深入剖析生物体在损伤识别、信号传递、修复物质输送和损伤区域重建等环节的机理，试图将其精妙的策略转化为工程材料的设计理念。 想象一下，当一架飞机在飞行过程中，其关键结构的微小裂纹能够自动“愈合”，而不必中途返航进行昂贵的检修；设想一下，当一座桥梁在使用过程中，其受力部位的磨损能够自行修复，大大延长使用寿命，保障公共安全；再设想一下，当电子设备内部的电路出现断裂，能够自我修复，从而大幅度提高设备的可靠性和持久性。这些曾经只存在于科幻小说中的场景，正随着仿生自修复技术的进步，一步步变为现实。 自修复材料的实现路径：多维度策略的融合 要实现材料的自修复功能，并非单一的技术能够胜任，而是需要多维度的策略相互配合，协同作用。这些策略主要围绕以下几个核心方面展开： 损伤的识别与信号传递： 材料需要具备感知损伤的能力，如同生物体能够感受到疼痛或不适。这可以通过嵌入微胶囊、微纤维、或设计特定的结构来实现。当发生损伤时，这些感应单元会被触发，释放出预设的信号，指示修复过程的开始。例如，微胶囊中封装的修复剂，在受到外力挤压破裂时，会释放出修复液。 修复物质的输送与激活： 一旦损伤被识别，修复物质就必须被有效地输送到损伤区域。这可以通过内嵌的微通道网络、渗透性材料结构，或分散在基体中的修复前驱体来实现。当修复物质到达损伤部位，还需要合适的条件来激活它们，使其能够发生聚合、交联或固化，从而填补裂缝并恢复材料的完整性。 修复过程的驱动与调控： 修复过程的效率和效果，往往受到外部环境因素的影响，例如温度、湿度、pH值等。智能材料的设计可以利用这些环境因素作为触发修复的“开关”，或者内置能量收集机制（如光、热、机械能）来驱动修复反应。此外，通过精确控制修复物质的化学反应动力学，可以优化修复速率和最终修复体的力学性能。 材料基体的设计： 支撑自修复功能的材料基体本身也至关重要。它需要具备良好的力学性能，能够承受应用环境的载荷，同时又要与修复系统兼容，不妨碍修复物质的输送和反应。许多研究致力于开发能够与多种修复体系结合的先进聚合物、陶瓷、复合材料等。 核心技术解析：微胶囊、微通道与自愈合聚合物 在实现仿生自修复技术的众多方法中，以下几种技术展现了巨大的潜力和广泛的应用前景： 微胶囊自修复技术： 这是目前最为成熟和广泛研究的自修复策略之一。其核心思想是在材料基体中均匀分散大量微小的胶囊，这些胶囊内封装有液体修复剂。当材料发生裂纹时，这些裂纹会穿透微胶囊，导致修复剂的释放。同时，通常还会引入一个催化剂，它也以微胶囊的形式存在，或分散在材料基体中。当修复剂与催化剂在裂纹处混合后，会发生化学反应，固化并填补裂纹，从而实现材料的自愈合。这种技术在涂层、复合材料和结构粘合剂等领域具有重要的应用价值。 微通道自修复技术： 借鉴生物体内的血管网络，研究人员在材料内部构建了相互连通的微细管道网络。这些管道中可以储存修复液，当材料受损出现裂缝时，修复液可以沿着预设的微通道被动地流向损伤区域，或者通过外部压力主动输送。微通道的设计精度和网络密度，直接影响到修复液的输送效率和覆盖范围。这种技术特别适合于需要多次修复或较大范围损伤修复的应用场景。 内禀自愈合聚合物： 这种方法不依赖于外加的修复剂，而是通过设计聚合物本身的化学结构，使其在损伤发生后能够重新形成化学键或物理相互作用，从而实现自愈合。例如，利用可逆的化学键（如氢键、离子键、环加成反应等）或动态共价键，当材料受到损伤时，这些键可以断裂，但同时又能在损伤区域重新形成，从而“粘合”裂纹。这种方法优点在于无需额外引入修复物质，修复过程可能更加“一次性”和持久。 跨领域融合与应用前景展望 仿生自修复技术的蓬勃发展，并非孤立的学科进展，而是材料科学、化学、生物学、工程学等多个学科交叉融合的产物。其应用前景极为广阔，涵盖了国民经济的各个重要领域： 航空航天领域： 飞机、航天器的结构损伤，尤其是微裂纹，不仅威胁飞行安全，也带来高昂的维护成本。自修复材料的应用，能够显著提升飞行器的结构健康监测和自主修复能力，延长服役寿命，降低运营成本，并提高安全性。 汽车工业： 汽车车身、轮胎、甚至内部的电子元件，都可能发生磨损和损伤。自修复涂层可以防止漆面刮擦，自修复轮胎可以降低爆胎风险，而自修复电子元件则能提高汽车的可靠性。 土木工程： 桥梁、隧道、建筑物等基础设施的耐久性至关重要。在混凝土、沥青等材料中引入自修复功能，可以有效延缓裂缝的产生和发展，减少维护需求，延长基础设施的使用寿命，并降低潜在的安全风险。 电子信息产业： 柔性电子器件、可穿戴设备、甚至新能源电池，都面临着材料疲劳和损伤的问题。自修复电子材料可以提高器件的可靠性，减少故障率，并有望实现更长寿命的电子产品。 生物医学领域： 仿生自修复技术在人工器官、药物输送系统、植入式医疗器械等方面的应用，能够模仿生物体的自愈合特性，提高医疗植入物的生物相容性和使用寿命。 挑战与未来 尽管仿生自修复技术取得了令人瞩目的成就，但仍面临诸多挑战。例如，如何实现高效、快速、可控的修复，如何在极端环境下保证修复效果，如何降低成本并实现大规模生产，以及如何开发兼具高强度和自修复能力的新型基体材料等。 未来的研究方向将更加侧重于： 智能化与多功能化： 开发能够感知更多类型损伤、并能根据不同损伤类型选择不同修复策略的智能材料。 集成化与系统化： 将自修复功能与传感、能量收集、甚至自主决策等功能进行集成，构建更高级的智能材料系统。 可持续性与环境友好： 开发基于可再生资源、可生物降解的自修复材料，并优化修复过程的能耗和污染物排放。 理论模型与仿真模拟： 发展更精确的理论模型，指导材料设计和修复过程优化，并通过先进的仿真技术预测材料性能。 总而言之，仿生自修复技术正在引领材料科学进入一个全新的时代，一个材料不再被动地应对损伤，而是拥有内在生命力的时代。随着研究的不断深入和技术的日益成熟，我们有理由相信，这些拥有“再生能力”的智能材料，将在未来的科技发展和社会进步中扮演越来越重要的角色，为我们创造一个更安全、更可持续、更美好的世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目《胚胎型仿生自修复技术》一下子就抓住了我的眼球，它传递出一种前所未有的科技理念。拿到书后，我便被其内容所深深吸引。作者在书中对“胚胎型”这一概念的定义和应用进行了非常深入的探讨，让我对材料的生成和演化有了全新的认识。这不仅仅是一种技术的描述，更是一种生命哲学在材料科学中的体现。书中对仿生自修复技术的讲解，我个人觉得非常具有前瞻性。作者并没有仅仅停留在对现有技术的介绍，而是着重于挖掘这些技术背后的原理和潜力，尤其是如何模仿生物体的自愈机制，让材料在受损后能够自行修复，这种理念本身就充满了科幻色彩，但书中却将其以严谨的科学论证呈现在读者面前。我尤其欣赏作者在阐述复杂概念时所采用的循序渐进的方式，即使是对于非专业人士，也能够通过精炼的语言和恰当的比喻，逐步理解那些深奥的科学原理。

评分☆☆☆☆☆

这本书我早就听说过，名字听起来就充满了未来感和科技感。最近终于有机会拿到手，迫不及待地翻开。第一眼就被封面设计吸引了，简洁而又充满力量，银灰色的背景搭配深蓝色的字体，仿佛在诉说着某种神秘的科学力量。翻开扉页，一股淡淡的书墨香扑鼻而来，让人心生宁静。随后的章节，我仿佛置身于一个奇妙的实验室，看着那些微小的“胚胎”在模拟环境中孕育、生长，最终形成具有自我修复能力的仿生材料。作者的文字功底很扎实，将那些原本晦涩难懂的科学概念，用一种引人入胜的方式娓娓道来。比如，在描述仿生自修复机制时，作者不仅仅是列举了各种技术原理，更是通过生动的比喻，将这些复杂的化学和物理过程形象化，让我这个非专业人士也能大概理解其精髓。书中穿插的一些实验案例，更是让理论变得触手可及，仿佛我亲眼见证了那些奇迹的发生。虽然我并不是这个领域的专家，但这本书确实让我对未来科技的发展有了更深的认识和期待，也对人类智慧的创造力感到由衷的赞叹。

评分☆☆☆☆☆

《胚胎型仿生自修复技术》这本书，单凭书名就足以让人心生好奇。拿到书的那一刻，我就被其厚重感和内涵所吸引。阅读过程中，作者笔下的“胚胎型”概念，让我对材料的生成过程有了更深刻的理解。它不再是简单的工业制造，而更像是一种“生命孕育”，从微小的单元开始，逐步生长、演化，最终形成具有自我功能的材料。这种理念，让我觉得非常震撼。书中对仿生自修复技术的讲解，更是让我看到了未来科技发展的无限可能。作者没有回避技术难点，而是用一种引人入胜的方式，将那些复杂的化学和物理原理娓娓道来。我印象最深刻的是，作者在描述材料如何“感知”损伤并进行“修复”时，所采用的生动形象的比喻，仿佛那些材料本身就拥有了生命和智慧。虽然我不是这个领域的专业人士，但通过这本书，我能够清晰地感受到科学家们在探索未知领域时的智慧和执着。

评分☆☆☆☆☆

我一直对生物与科技的融合领域抱有浓厚的兴趣，而《胚胎型仿生自修复技术》这本书恰好满足了我这份好奇心。从拿到这本书的那一刻起，我就被它所散发出的专业气息所吸引。封面的设计，以及书名本身，就预示着这是一本内容深刻、具有前瞻性的读物。阅读过程中，我尤其被其中关于“胚胎型”这一概念的阐释所打动。它不仅仅是指代一种生命早期形态，更是在技术层面上传递了一种“从无到有”、“孕育新生”的理念，暗示着材料的生成过程具有类似生命体从胚胎发育到成熟的自然演化特性。书中对各种仿生自修复机理的探讨，从微观的分子层面到宏观的宏观应用，都进行了细致的梳理和分析。让我印象深刻的是，作者在解释一些复杂的科学原理时，善于引用自然界中的生物例子，比如细胞的自我修复、组织的再生等，以此来类比和阐述仿生材料的工作方式，这种跨学科的视角让原本生硬的科学知识变得生动有趣，也更容易被理解。虽然书中涉及的数学公式和图表不少，但作者的讲解逻辑清晰，条理分明，即便初次接触相关知识的读者，也能循序渐进地掌握。

评分☆☆☆☆☆

读完《胚胎型仿生自修复技术》，我脑海中浮现出无数的画面，仿佛亲历了一场科技革命的开端。这本书的书名本身就极具吸引力，它巧妙地将“胚胎”的生命力与“仿生”的模仿自然智慧相结合，再加上“自修复”这一充满希望的属性，让人不禁对其内容充满遐想。在我看来，这本书最大的价值在于它能够激发读者对未来材料科学的无限想象。作者在行文中，没有止步于对现有技术的罗列，而是深入探讨了这些技术背后蕴含的哲学思想和科学逻辑。特别是对于“胚胎型”这一概念的解读，让我耳目一新。它不仅仅是对一种技术形态的描述，更是一种关于材料生成和演化的全新视角。书中对各种仿生材料如何模拟生物体进行自我修复的阐述，非常细致入微。我尤其喜欢作者在描述修复过程时，所使用的那些形象的比喻，仿佛能看到材料内部的“细胞”在忙碌地工作，修复着“伤口”。这种将抽象概念具象化的手法，极大地提升了阅读体验，也加深了我对这些前沿技术的理解。