仿生材料開發及其在海洋生物汙損腐蝕防護中的應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王鵬，張盾，邱日編著 著

圖書標籤:

• 仿生材料
• 海洋生物汙損
• 腐蝕防護
• 材料科學
• 生物材料
• 海洋工程
• 錶麵工程
• 塗層技術
• 環境友好材料
• 防汙塗料

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030483713

商品編碼：12910634710

齣版時間：2016-09-01

作  者:王鵬,張盾,邱日 編著 著作 定  價:88 齣 版 社:科學齣版社 齣版日期:2016年09月01日 頁  數:171 裝  幀:平裝 ISBN:9787030483713 ●叢書序
●叢書前言
●序
●前言
●第1章海洋生物汙損過程與機製
●1.1海洋生物汙損
●1.1.1海洋汙損生物概況
●1.1.2海洋生物汙損過程
●1.2典型汙損生物附著過程與機製
●1.2.1細菌的附著機製
●1.2.2矽藻的附著過程與機製
●1.2.3藤壺的附著過程與機製
●1.3我國不同海域汙損生物的組成與分布
●1.3.1我國不同海域微生物的組成與分布
●1.3.2我國海域海藻及大型生物的種類與分布
●1.4海洋生物汙損的危害
●1.5現有的防汙技術
●1.5.1物理防汙法
●1.5.2化學防汙法
●1.5.3生物學防汙法
●部分目錄

內容簡介

王鵬、張盾、邱日編著侯保榮主編的《仿生材料開發及其在海洋生物汙損腐蝕防護中的應用/中國腐蝕狀況及控製戰略研究叢書》作者以仿生材料開發及其在海洋生物汙損腐蝕防護中的應用為主題，綜閤瞭靠前外相關研究進展以及作者多年工作積纍，經悉心整理總結成本書。本書介紹瞭海洋生物汙損過程與機製，總結瞭生物防汙機製及影響因素。在此基礎上，重點介紹瞭四種仿生材料(仿鯊魚皮錶麵、仿鯨豚皮錶麵、仿豬籠草超滑錶麵、仿荷葉超疏水錶麵)的製各技術、防汙性能與機製，並指齣瞭仿生材料在目前研究和應用中存在的問題及未來發展的方嚮。本書主要適用於海洋相關科研院所，以及海洋工程、海洋資源開發、化工、能源等企業中海洋腐蝕與防護科研工作者，也可供高等院校相關師生參考。

創新材料的魔力：現代工程與環境挑戰的交匯 圖書名稱：《創新材料的魔力：現代工程與環境挑戰的交匯》 圖書簡介 本書深入探討瞭二十一世紀材料科學領域最前沿、最具變革性的發展方嚮——功能性高分子、智能復閤材料以及極端環境下的可靠性工程。我們不再局限於傳統材料的性能極限，而是著眼於如何通過精妙的分子設計和結構調控，賦予材料前所未有的動態響應能力和環境適應性。本書旨在為材料工程師、化學傢、機械設計師以及緻力於可持續發展研究的學者提供一個全麵的視角，理解新一代材料如何重塑我們對結構、能量和信息處理的認知。 第一部分：超越傳統——功能性高分子的分子設計與閤成 本部分聚焦於如何從原子和分子層麵精確控製聚閤物的結構，以實現特定的宏觀功能。這不僅僅是閤成新的聚閤物鏈，更是一場關於結構-性能關係的深刻革命。 第一章：自組裝與超分子化學的工程應用 我們首先考察瞭非共價相互作用在構建復雜功能結構中的核心作用。從氫鍵網絡到π-π堆積，自組裝機製如何被利用來製備具有高度有序性的納米結構材料？本章詳細分析瞭基於超分子框架的分子機器（Molecular Machines）的設計原理，及其在藥物精確遞送係統（Targeted Drug Delivery Systems）和化學傳感中的潛在應用。重點闡述瞭響應性超分子聚閤物如何通過外部刺激（如pH值、溫度或光照）實現可逆的結構轉變，從而實現材料的“編程”行為。 第二章：動態共價鍵與自修復材料的興起 彈性鍵（Dynamic Covalent Bonds）的引入是材料科學的一大突破。本章深入研究瞭 Diels-Alder 反應、亞胺鍵交換等動態化學過程在構建可逆交聯網絡中的應用。重點討論瞭本徵自修復聚閤物的機理，即材料在發生微裂紋後，能通過鍵的重組或擴散實現損傷的“自我感知”和“自我修復”。我們對比瞭熱觸發、光觸發以及溶劑誘導的修復效率，並探討瞭如何通過引入催化劑來加速修復速率，以期將修復時間從數小時縮短至數分鍾。 第三章：先進光電活性高分子材料 功能性高分子在電子和能源領域的潛力是巨大的。本章詳細介紹瞭有機半導體材料（Organic Semiconductors）的能帶結構調控。我們探討瞭如何設計具有高載流子遷移率的共軛聚閤物，用於柔性電子設備（Flexible Electronics）和有機場效應晶體管（OFETs）。此外，本書還涵蓋瞭用於高效光能捕獲的聚閤物太陽能電池（PSC）的界麵工程，包括如何優化給體-受體（D-A）異質結的形貌，以提高激子分離效率和電荷收集能力。 第二部分：復閤化與結構優化——極端環境下的性能保障 本部分轉嚮宏觀尺度，關注如何通過先進的復閤技術和結構設計，確保材料在嚴苛的物理和化學環境中保持長期穩定性和機械完整性。 第四章：納米增強復閤材料的界麵控製 復閤材料的性能往往受製於填料與基體之間的界麵質量。本章專注於納米級填料（如碳納米管、石墨烯、粘土納米片）的錶麵化學改性和分散技術。詳細討論瞭“界麵區”（Interphase Region）的形成及其對復閤材料韌性（Toughness）和疲勞壽命（Fatigue Life）的影響。我們通過先進的錶徵手段，如高分辨透射電鏡（HRTEM）和原子力顯微鏡（AFM），來量化界麵粘結強度。 第五章：高溫與高壓環境下的熱塑性材料應用 對於航空航天、深海探測等領域，材料必須承受極端的溫度波動和機械載荷。本章分析瞭聚醚醚酮（PEEK）、聚酰亞胺（PI）等高性能熱塑性塑料的分子鏈結構特徵如何賦予其優異的熱穩定性和化學惰性。我們探討瞭通過引入無機納米顆粒增強，來抑製高溫下的蠕變（Creep）行為，並討論瞭這些材料在增材製造（Additive Manufacturing/3D打印）中的工藝優化，以確保打印件的各嚮異性減至最低。 第六章：腐蝕防護與界麵阻隔技術 盡管傳統的防腐塗層已廣泛應用，但針對化學侵蝕和電化學腐蝕的新型防護機製仍是研究熱點。本章深入研究瞭原子層沉積（ALD）技術在製備超薄、高緻密度的氧化物或氮化物阻隔層中的應用，這種塗層能有效抑製離子滲透。此外，我們還探討瞭緩蝕劑（Corrosion Inhibitors）的智能釋放係統，即利用微膠囊或聚閤物基體，在腐蝕起始點局部、按需釋放抑製劑，從而實現“反應性防護”。 第三部分：麵嚮未來的挑戰與可持續性設計 材料創新必須與環境責任相結閤。本部分探討瞭材料生命周期管理和循環經濟原則如何指導新材料的開發。 第七章：可持續性與生物基高分子材料 麵對化石資源枯竭和塑料汙染，生物基和可降解聚閤物的研究迫在眉睫。本章詳細介紹瞭聚乳酸（PLA）、聚羥基脂肪酸酯（PHA）等代錶性材料的閤成路徑、性能缺陷及其改性策略。重點在於如何通過共聚、增塑或納米增強來彌補生物基材料的固有脆性、耐熱性差等問題，使其能夠替代傳統石油基塑料進入更廣泛的應用領域。 第八章：材料的數字化孿生與壽命預測 現代工程要求更高的可靠性預測。本章介紹瞭如何利用計算材料學（Computational Materials Science），特彆是密度泛函理論（DFT）和分子動力學模擬（MD Simulation），來預測新材料在復雜載荷下的斷裂機製和化學反應路徑。最後，探討瞭如何將這些第一性原理的計算結果與機器學習算法結閤，構建材料的“數字孿生模型”，從而實現對材料使用壽命的精確、實時預測和優化管理。 本書結構嚴謹，內容豐富，融閤瞭基礎理論研究與前沿工程實踐，是材料科學、化學工程及相關交叉學科研究人員和高年級學生的必備參考書。通過對這些創新材料的深入解析，讀者將能掌握驅動未來技術進步的關鍵工具和理念。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖質量給我留下瞭深刻的印象，圖文並茂，尤其是一些對自然界中生物結構的微觀掃描電鏡照片，拍得極其精美，充分展現瞭自然界的鬼斧神工。然而，從內容邏輯來看，我在閱讀中發現瞭一些章節間的跳躍感。例如，前一章還在熱烈討論基於海洋生物體液化學的腐蝕抑製劑的分子設計，下一章的內容卻突然轉嚮瞭宏觀結構件的錶麵處理技術，兩者之間的銜接略顯生硬。我本以為這兩部分會通過一個統一的“界麵調控”的理論框架來串聯起來，比如闡述分子尺度的優化如何影響宏觀界麵的粘附力和滲透性，但這種深層次的理論統一性在書中並不突齣。這使得全書讀起來像是一係列優秀但相對獨立的專題報告的集閤，而非一個流暢、遞進的知識體係。對於一個想要構建完整認知模型的讀者而言，這種結構上的鬆散感會讓人在試圖將不同知識點聯係起來時，需要自己花費額外的精力去構建橋梁，這無疑增加瞭閱讀的認知負荷。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名確實很有吸引力，光是“仿生材料開發”這幾個字就讓人聯想到自然界中那些精妙的、經過億萬年錘煉的完美設計。我原本以為這本書會深入探討某種特定的仿生材料，比如模仿海螺殼的結構來製造超強復閤材料，或者模仿鯊魚皮的微觀紋理來減少流體阻力。然而，讀完之後，我發現它更像是一本綜述性質的科普讀物，或者更準確地說，是一本麵嚮領域交叉研究人員的入門指南。它涵蓋瞭仿生學的基本原理，但對於核心的“開發”過程——即從生物學原理到工程實現的關鍵步驟，描述得略顯宏觀。比如，關於如何從復雜的生物錶麵獲取可量化的幾何參數，以及如何將這些參數轉化為可控的閤成工藝（如3D打印或納米刻蝕），書中隻是泛泛而談，沒有提供足夠深入的技術細節。我期待能看到具體的案例研究，展示從“觀察”到“製造”之間的鴻溝是如何被跨越的，但這本書在這方麵略顯保守，更像是描繪瞭一張宏偉藍圖，而非提供詳細的施工圖紙。對於希望深入瞭解材料閤成化學或結構力學分析的專業人士來說，這本書提供的理論基礎是不錯的，但實操指導性稍顯不足，讓人感覺仿佛站在瞭知識的邊緣，渴望能有更具體的工具箱來進入核心領域。

評分☆☆☆☆☆

我一直對材料科學與海洋生物學的交叉領域抱有極大的熱情，特彆是關於如何利用仿生策略來避免或延緩生物汙損對水下設備性能的影響。這本書確實提供瞭許多新穎的思路，比如模仿海藻或藤壺幼體附著機製的負反饋係統。但令我感到遺憾的是，書中對“驗證”環節的論述過於薄弱。在仿生材料的研究中，一個關鍵的挑戰是如何在實驗室環境中，真實地模擬海洋深處或潮間帶的復雜生物群落和物理化學條件。這本書似乎側重於“設計”和“閤成”，而對於“測試方法論”的討論幾乎是空白的。例如，缺乏對先進的生物傳感器、原位監測技術在驗證仿生塗層效能方麵應用的詳細介紹。如果一個新材料宣稱具有卓越的防汙性能，那麼它必須通過標準化的、可重復的生物汙染測試。這本書未能提供一個清晰的“測試路綫圖”或不同測試方法的優缺點比較，使得我們無法有效地評估作者們所描述的這些新穎材料在真實世界中的錶現潛力，這對於希望將研究成果轉化為實際應用的研究人員來說，是一個明顯的短闆。

評分☆☆☆☆☆

我購買這本書的初衷，是想係統瞭解當前海洋工程界麵科學的前沿動態，特彆是那些專注於“腐蝕防護”而非僅僅是“防汙”的創新思路。海洋環境的苛刻性是眾所周知的，從電化學腐蝕到微生物誘導腐蝕（MIC），這是一個多維度、復雜的挑戰。這本書在介紹完仿生思路後，著墨於如何將這些仿生結構集成到現有的防護塗層體係中。問題在於，對於不同類型的腐蝕，仿生機製的側重點似乎被平均分配瞭，導緻在應對極端腐蝕情景時，缺乏針對性。例如，在描述如何利用仿生錶麵能梯度來排斥粘附微生物時，文字描述得非常優雅，但沒有深入探討在實際高鹽、高壓、高流速的深海環境下，這些精妙的錶麵結構能維持其功能的有效周期是多久。一個材料工程師更關心的是壽命和可靠性，以及如何通過加速老化測試來驗證其長期性能。這本書更多地停留在“原理上可行”的階段，而對於工程應用中最棘手的“耐久性”問題，討論的深度還遠遠不夠，似乎更偏嚮於基礎研究的階段性成果展示，而非麵嚮工業化應用的完整解決方案。

評分☆☆☆☆☆

從學術嚴謹性的角度來看，這本書在引用最新的、突破性的研究進展方麵略顯滯後。雖然它涵蓋瞭仿生材料領域的一些經典案例和基礎理論，但對於近兩三年內，特彆是在納米技術、人工智能輔助材料篩選等方麵取得的重大進展，提及的頻率不高，或者深度不夠。例如，當前許多前沿研究開始利用機器學習模型來預測特定錶麵形貌與抗汙性的關係，極大地加速瞭材料的篩選過程。這本書雖然提到瞭“計算輔助設計”，但其內容似乎更多地聚焦於傳統的有限元分析或分子動力學模擬，對於更現代化的數據驅動方法著墨甚少。這使得這本書在定位上顯得有些“保守”，更像是對過去十年成果的一次良好總結，而非麵嚮未來五年的前瞻性展望。對於追求最新學術動態和研究工具的讀者而言，這本書提供的“新意”不足，更像是一份紮實的教科書式參考資料，而非激發創新思維的“催化劑”。