天然生物材料及其仿生工程材料

內(nèi)容概要

本書對研究較多的天然生物材料所取得的重要研究成果和仿生工程材料給予介紹，主要有天然生物材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、形成機制和性能，同時包括仿生工程材料的設(shè)計、制備、組織結(jié)構(gòu)和性能。全書共分10章，詳細介紹了天然生物材料和仿生工程材料的研究與發(fā)展概況，貝殼、竹材、木材、蜘蛛絲的組織、特性及其仿生材料，幾種生物材料的表面特性及其仿生納米界面材料，土壤動物體表特性及其仿生材料，長骨的組織結(jié)構(gòu)及其仿生啞鈴形碳化硅晶須和復(fù)合材料，天然生物材料的損傷自愈合性能及其仿生材料，其他天然生物材料及其仿生工程材料。　　本書沿著仿生依據(jù)-仿生方法-仿生成果及應(yīng)用這一主線來完成，既可供從事材料研究的科研人員參考，也可作為材料專業(yè)研究生教材或教學參考書，既有學術(shù)價值，又有實用價值。

書籍目錄

第1章 緒論  1.1 仿生學　1.2 天然生物材料的特點　1.3 仿生材料及其研究內(nèi)容和方法　1.4 仿生材料的發(fā)展及現(xiàn)狀　1.5 仿生材料發(fā)展展望　參考文獻第2章 貝殼的組織、特性及其仿生材料　2.1 貝殼的形態(tài)　2.2 貝殼對環(huán)境的自適應(yīng)　2.3 貝殼的化學組成　　2.3.1 元素組成　　2.3.2 礦物組成　　2.3.3 有機組成　　2.3.4 有機質(zhì)對生物礦化的作用　2.4 貝殼的組織結(jié)構(gòu)及形成機理　　2.4.1 棱柱層　　2.4.2 珍珠層　　2.4.3 交叉片層　2.5 貝殼的力學性能、斷裂特征及韌化機制　　2.5.1 力學性能　　2.5.2 斷裂特征及壓痕形貌　　2.5.3 韌化機制　2.6 仿貝殼材料的設(shè)計和制備　　2.6.1 層狀復(fù)合陶瓷的材料組成和結(jié)構(gòu)設(shè)計　　2.6.2 層狀復(fù)合陶瓷材料的制備工藝　　2.6.3 層狀復(fù)合陶瓷的增韌機理　　2.6.4 層狀復(fù)合陶瓷材料的主要體系　　2.6.5 微觀層狀仿生材料的制造與表征　　2.6.6 仿生礦化沉積薄膜　　2.6.7 仿貝殼材料的應(yīng)用　參考文獻第3章 竹材的組織、特性及其仿生材料　3.1 竹子的化學組成　3.2 竹子的組織結(jié)構(gòu)　　3.2.1 組織構(gòu)成　　3.2.2 組織分布　3.3 竹子的力學性能　3.4 竹子的磨損性能　　3.4.1 磨料磨損性能　　3.4.2 滑動磨損性能　3.5 竹子結(jié)構(gòu)的力學分析　　3.5.1 竹稈中空結(jié)構(gòu)的影響　　3.5.2 竹稈錐形形狀的影響　　3.5.3 竹節(jié)的影響　　3.5.4 竹纖維分布的影響　　3.5.5 竹纖維空心螺旋形多層結(jié)構(gòu)的影響　3.6 竹子組織結(jié)構(gòu)的形成　3.7 竹纖維的種類、性能和制造方法　3.8 仿生雙螺旋纖維束增強作用的理論分析　　3.8.1 仿生模型及理論分析　　3.8.2 仿生螺旋形纖維束模型的實驗檢驗　3.9 宏觀竹纖維仿生模型　3.10 仿生螺旋狀碳纖維的制備新方法　3.11 仿生螺旋纖維增強復(fù)合材料　3.12 對竹纖維中過渡區(qū)域的仿生　3.13 仿竹材多孔金剛石膜　3.14 竹材上原位形成仿生磷酸鈣涂層　3.15 仿竹材復(fù)合材料及其雙螺旋纖維的應(yīng)用　參考文獻第4章 木材的組織、特性及其仿生材料　4.1 木材的組織結(jié)構(gòu)及形成機理　　4.1.1 木材分類　　4.1.2 多級組織結(jié)構(gòu)與形成機制　　4.1.3 多級孔結(jié)構(gòu)特征　4.2 木材的化學組成和性能　　4.2.1 木材的化學組成　　4.2.2 木材主要性能　4.3 木材結(jié)構(gòu)仿生材料的設(shè)計和制備　　4.3.1 木材結(jié)構(gòu)仿生材料設(shè)計思路　　4.3.2 木材仿生材料種類、制備與表征　4.4 木材結(jié)構(gòu)仿生材料的主要性能和應(yīng)用　　4.4.1 力學性能　　4.4.2 電學性能　　4.4.3 吸附、分離與催化劑載體　　4.4.4 醫(yī)用材料　　4.4.5 耐磨材料　　4.4.6 高溫吸收器　參考文獻第5章 幾種生物材料的表面特性及其仿生納米界面材料第6章 土壤動物體表特性及其仿生材料第7章 蜘蛛絲的組織、特性及其仿生材料第8章 長骨的組織結(jié)構(gòu)及其仿生啞鈴形碳化硅晶須和復(fù)合材料第9章 天然生物材料的損傷自愈合性能及其仿生材料第10章 其他天然生物材料及其仿生工程材料參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第2章 貝殼的組織、特性及其仿生材料　　貝類的種類很多，至今已記載的約有11．5萬多種，其中化石種類有3．5萬種，僅次于節(jié)肢動物，為動物界的第二大門。貝類分為有殼和無殼兩大類，無殼類包括沒有外殼和只有內(nèi)殼的種類，有殼類包括多殼的、雙殼類、單殼類等。貝類從外表上看，它們的形態(tài)差別很大，但基本的結(jié)構(gòu)是相同的，它們的身體柔軟、不分節(jié)或假分節(jié)，通常由頭部、足部、軀干部（內(nèi)臟囊）、外套膜和貝殼五部分構(gòu)成。貝類按其體制是否對稱，以及殼、鰓、外套膜、神經(jīng)、行動器官等的性質(zhì)，可分為7個綱，即無板綱、多板綱、單板綱、瓣鰓綱、掘足綱、腹足綱和頭足綱。絕大多數(shù)貝類具有1個、2個或多個貝殼，例如瓣鰓類為2個呈瓣狀，腹足類一般是單一呈螺旋形，掘足類為1個呈象牙狀，多板類有8塊殼板，等等。貝類由于種類和生長環(huán)境的不同，成體個體大小有很大差異。例如瓣鰓類，小的體長不超過2～3ram，大的殼長可達1m，體重超過250kg；對于腹足類，小的體高不超過1／3mm，大的體高可達75cm?！　?．1　貝殼的形態(tài)　　貝殼的形態(tài)繁多，如扇形、陀螺形、紡錘形、笠形、象牙形、盾形、頭盔形等，圖2—1給出了部分代表性貝殼形態(tài)。不僅不同類貝殼外形之間有明顯差別，即使同一類里也有一定差別。例如，瓣鰓類具有2片貝殼，所以又稱為“雙殼類”。有左右相稱的，即左右兩殼的大小、形狀相同；

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