材料仿生与思维创新PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1生命的启示 2

1.1.1大千世界中多姿多彩的生命 2

1.1.2认识生命、了解生命 3

1.1.3生命的启示 4

1.2仿生学与材料仿生 8

1.2.1仿生概念 8

1.2.2材料仿生和仿生材料 9

1.2.3材料仿生研究的内容和分类 10

1.3材料仿生需要思维开放 17

1.3.1对生命的感悟是仿生的基础 17

1.3.2对于创新，想象比知识更重要 18

1.3.3学科交叉才能迸发出思维创新的火花 19

参考文献 21

思考题 21

第2章 生命的起源与自组装现象 23

2.1概论 23

2.1.1生命的意义 23

2.1.2生命的重要属性 27

2.1.3生命起源的各种学说 29

2.2生命起源的物质基础 36

2.2.1生命起源的三个阶段 36

2.2.2生命起源的各个步骤及相关证据 39

2.3自组装是生命活动的基本组合模式之一 44

2.3.1分子自组装是生命体系中的普遍现象 44

2.3.2微观分子的自组装现象 46

2.3.3超分子（高分子）的自组装现象 46

2.3.4细胞膜的结构与自组装 47

2.4自组装现象在材料仿生方面的应用 49

2.4.1自组装现象对我们的启示 49

2.4.2自组装现象在材料领域中的应用 50

参考文献 50

思考题 51

第3章 物种进化的物质基础 52

3.1达尔文的进化论及进化树 52

3.1.1达尔文的生平简介 52

3.1.2达尔文进化论思想的形成及启示 54

3.1.3进化树 61

3.1.4进化论的发展 62

3.2遗传的保守和变异是物种进化的基础 65

3.2.1遗传与变异的关系 65

3.2.2杂交水稻新品种培育及启示 66

3.3物种进化的宏观过程对材料仿生的启迪 69

3.3.1实验室的研究启示 69

3.3.2从自清洁功能的仿生表面看材料仿生的意义 70

参考文献 72

思考题 72

第4章 个体发育中组织和器官的结构和功能及仿生应用 74

4.1动物个体发育及其相关的仿生研究 74

4.1.1发育的基本过程 74

4.1.2仿生研究Ⅰ：胚胎干细胞及其在再生医学中的应用 75

4.1.3仿生研究Ⅱ：克隆技术 80

4.2人体组织器官的结构与功能及其仿生 86

4.2.1骨组织的结构和功能与材料仿生 86

4.2.2牙的结构和功能与材料仿生 89

4.2.3血管的结构和功能与材料仿生 91

4.3动物组织器官的结构与功能及其仿生 94

4.3.1蜘蛛丝的仿生 94

4.3.2壁虎、蜘蛛等动物和昆虫足的仿生 95

4.3.3昆虫翅膀表面的自洁性仿生研究 98

4.3.4水黾轻功仿生研究 100

参考文献 102

思考题 104

第5章 细胞膜与胞外基质的分子生物学特点及其仿生 105

5.1细胞膜的分子结构功能及仿生应用 105

5.1.1细胞膜的结构、化学成分以及功能 105

5.1.2仿细胞膜的磷脂化材料 107

5.1.3细胞膜受体仿生——低密度脂蛋白受体及其仿生 109

5.2细胞外基质的组成和作用及其仿生 112

5.2.1细胞外基质的组成 112

5.2.2细胞外基质的作用 121

5.2.3仿细胞外基质材料的设计 122

参考文献 133

思考题 135

第6章 材料仿生与思维创新能力的培养 137

6.1概论 137

6.2生物医用材料与仿生 138

6.2.1生物医用材料 138

6.2.2仿生研究赋予生物医用材料新的内涵 142

6.3组织工程学从生命物质获得启示 150

6.3.1组织工程学概述 150

6.3.2组织工程学中的生物材料仿生研究 153

6.4仿生制造 158

6.4.1面向生命的仿生制造 160

6.4.2面向制造的仿生制造 160

6.4.3仿生制造实例 161

6.5诺贝尔奖得主的思维创新给我们的启示 164

6.5.1穆里斯与PCR技术 164

6.5.2导电高分子材料 166

参考文献 169

思考题 170

第7章 现代医学手段中的材料仿生与创新 171

7.1基因治疗药物中的材料仿生与创新思维 171

7.1.1基因治疗概述 171

7.1.2病毒给予基因治疗的启示 174

7.2新型药物及药物载体设计中的材料仿生与思维创新 178

7.2.1药物使用与药物新剂型 178

7.2.2仿生思维为药学开辟新领域 179

7.3创新医疗手段、器械及其他仿生创新思维 183

7.3.1介入诊疗技术与手术方式革新 183

7.3.2比正常人跑得更快的残奥运动员 185

7.3.3光合作用与材料仿生 186

参考文献 187

思考题 187

第8章 智能仿生新进展 189

8.1生物黏附和抗黏附的仿生研究 189

8.1.1抗黏附的仿生应用研究 190

8.1.2增强界面相互作用的黏附仿生应用研究 191

8.2自诊断愈伤的仿生智能材料的研究 192

8.3仿生智能单纳米孔道研究 195

参考文献 197

思考题 199