Biomimicry 仿生學 [平裝] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Janine M. Benyus（珍妮·班娜斯） 著

圖書標籤:

• 仿生學
• 生物學
• 設計
• 創新
• 自然
• 可持續發展
• 工程學
• 科技
• 環境
• 靈感

齣版社： HarperCollins US

ISBN：9780060533229

商品編碼：19011325

包裝：平裝

齣版時間：2002-09-01

用紙：膠版紙

頁數：320

正文語種：英文

商品尺寸：11.43x2.54x20.32cm

內容簡介

Biomimicry is a revolutionary new science that analyzes nature's best ideas -- spider silk and prairie grass, seashells and brain cells -- and adapts them for human use. Science writer and lecturer Janine Benyus takes us into the lab and out in the field with the maverick researchers who are applying nature's ingenious solutions to the problem of human survival: stirring vats of proteins to unleash their signaling power in computers; analyzing how spiders manufacture a waterproof fiber five times stronger than steel; studying how electrons in a leaf cell convert sunlight to fuel in trillionths of a second; discovering miracle drugs by observing what animals eat -- and much more.

The products of biomimicry are things we can all use -- medicines, "smart" computers, super-strong materials, profitable and earth-friendly business. Biomimicry eloquently shows that the answers are all around us.

作者簡介

Janine M. Benyus is the author of four books in the life sciences, including Beastly Behaviors: A Watcher's Guide to How Animals Act and Why. She is a graduate of Rutgers with degrees in forestry and writing and has lectured widely on science topics. She lives in Stevensville, Montana.

前言/序言

好的，這是一本關於“可持續設計與創新”的圖書簡介，側重於前沿科技、工程應用和環境倫理，完全不涉及仿生學主題。 --- 《超越矽榖：麵嚮二十二世紀的材料科學與可持續工程學》 本書導讀： 在二十一世紀的第三個十年，人類社會正麵臨前所未有的資源約束、氣候危機與技術迭代的十字路口。我們對傳統高能耗、高汙染的生産模式的依賴，已成為限製未來發展的核心瓶頸。本書並非對現有技術的修補與優化，而是深入探討那些正在重塑未來工業版圖的根本性科學突破——特彆是在下一代智能材料、循環經濟的工程學實現以及先進能源存儲係統三大領域的前沿進展。 本書聚焦的三大核心支柱： 第一部分：新一代功能性材料的革命 本書的第一部分全麵考察瞭過去十年間，材料科學領域突破性進展如何驅動工程學進入一個全新的維度。我們不再滿足於基於石油化工或傳統冶金學的材料，而是轉嚮更具環境適應性和自修復能力的復雜結構。 1. 動態響應與自適應復閤材料： 詳細剖析瞭“活體混凝土”（Bio-integrated Concrete）和應力敏感聚閤物的最新研究成果。重點分析瞭這些材料如何通過嵌入微生物或微膠囊結構，實現對環境變化（如濕度、溫度或機械應力）的實時反饋和自我修復。探討瞭它們在基礎設施（如橋梁、隧道）壽命延長方麵的潛力，以及在極端氣候條件下保持結構完整性的工程挑戰。這部分內容深入到材料的微觀晶格結構和分子動力學模擬，解釋瞭如何通過精確控製原子級排列來賦予材料特定的宏觀功能。 2. 增材製造的極限拓寬： 本書超越瞭對主流3D打印技術的描述，著重研究瞭四維打印（4D Printing）的工程實現。4D打印的核心在於材料對時間維度（$t$）的響應，即打印齣的物體在特定外部刺激下，能夠主動改變其形狀、功能或性質。我們探討瞭基於形狀記憶閤金、可編程水凝膠以及磁性納米顆粒復閤材料在軟體機器人、可穿戴醫療設備和復雜流體管道設計中的應用前景。重點討論瞭如何通過優化打印路徑和加熱/冷卻麯綫，來精確預設材料的“變形藍圖”。 3. 極端環境下的熱管理材料： 隨著電子設備和能源係統的功率密度持續增加，有效的熱量管理成為核心瓶頸。本章係統梳理瞭相變材料（PCM）在熱緩衝和溫度穩定化中的最新進展，並深入研究瞭基於石墨烯和碳納米管陣列的超高導熱界麵材料（TIMs）。案例分析聚焦於電動汽車電池組的熱失控預防機製，以及在微電子散熱中如何利用間歇性熱流控製策略，最大化設備的運行效率和安全性。 第二部分：深度循環經濟的工程學挑戰與解決方案 可持續性不再僅僅是減少排放，而是要從係統層麵徹底重構資源的生命周期。本書的第二部分聚焦於將“零廢棄”的理念轉化為可大規模部署的工業流程。 1. 高效化學迴收與解聚技術： 傳統上，塑料迴收常限於機械迴收，其性能衰減嚴重。本章詳細闡述瞭針對復雜高分子（如聚酯、聚酰胺）的選擇性化學解聚技術。重點介紹瞭超臨界流體輔助解聚和催化熱解反應器的設計原理。討論瞭如何通過溫和的化學過程，將廢棄物中的單體精確分離和純化，使其迴歸到與原生材料同等標準的生産鏈中，從而真正閉閤材料循環。 2. 工業共生網絡的數字化孿生構建： 本書提齣瞭一種先進的“工業生態係統”設計方法。我們不再將工廠視為孤立實體，而是將其視為網絡中的節點。通過構建工業共生網絡的數字孿生（Digital Twin）模型，可以模擬不同企業間副産品、能源和水資源的交換效率。詳細介紹瞭如何利用拓撲數據分析和復雜網絡理論來識彆係統中的冗餘和優化潛力，實現跨行業的協同減排與增效。 3. 關鍵礦物與稀土元素的可持續開采與替代： 全球供應鏈對稀有、關鍵礦物（如鈷、鋰、釹）的依賴日益加劇，這帶來瞭地緣政治和環境挑戰。本部分探討瞭城市采礦（Urban Mining）——即從廢棄電子設備中高效迴收貴金屬的技術路綫圖。此外，深入分析瞭新型非稀土永磁材料和鈉離子電池等替代能源存儲方案的工程成熟度，旨在降低對特定關鍵礦源的依賴，確保未來技術的持續供給安全。 第三部分：能源存儲與轉換的下一代架構 本書的最後一部分將目光投嚮瞭能源基礎設施的根本性變革，重點是那些有潛力在十年內取代現有技術的係統。 1. 固態電池的工程落地與安全性突破： 固態電解質被視為下一代高能量密度電池的關鍵。本章詳細比較瞭氧化物、硫化物和聚閤物固態電解質在離子電導率、界麵阻抗和機械穩定性方麵的優缺點。重點討論瞭鋰金屬負極與固態電解質接觸界麵在循環充放電過程中形成的枝晶生長問題，以及通過界麵工程層（Interfacial Engineering Layer）技術來抑製枝晶的最新專利和研究進展。 2. 模塊化與分布式能源網絡的優化控製： 麵對間歇性的可再生能源（風能、太陽能），集中式電網的脆弱性日益凸顯。本書探討瞭微電網（Microgrids）和能源中樞（Energy Hubs）的先進控製算法。分析瞭如何結閤人工智能驅動的需求響應預測和分布式儲能係統的協同調度，實現電網在極端斷電事件下的自主運行與恢復能力，確保關鍵基礎設施的能源韌性。 3. 綠色氫能的規模化製備與儲存： 本書對電解水製氫（特彆是通過高效率的質子交換膜電解槽PEMFC）的技術路徑進行瞭嚴謹的工程評估。更重要的是，本書關注於氫能的下遊應用——如何安全、高密度地儲存氫氣。詳細介紹瞭金屬有機骨架材料（MOFs）和化學載體材料在常溫常壓下實現高容量氫儲存的最新突破，以及它們在重型運輸和工業脫碳中的可行性分析。 本書的讀者對象： 本書麵嚮對工程學、材料科學、可持續發展戰略有深入興趣的專業人士、研究人員、高校高年級學生及政策製定者。它提供瞭一個清晰的路綫圖，揭示瞭工程創新如何不再是環境破壞的幫凶，而是成為解決全球性挑戰的核心驅動力。閱讀本書，您將獲得理解並參與塑造二十二世紀工業基礎所需的批判性知識框架。 ---

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，這本書的閱讀體驗，是一種持續的“認知重塑”。我過去閱讀相關主題時，總感覺知識點是碎片化的，但這本書成功地構建瞭一個宏大的框架，在這個框架下，所有零散的生物現象都找到瞭它們在工程學中的潛在歸宿。作者行文中的那種自信和洞察力，讓人完全信服於仿生學作為未來科技核心驅動力的地位。例如，書中對於信息編碼和通訊的章節，並沒有局限於我們熟悉的電子技術，而是深入探討瞭真菌網絡和植物化學信號傳遞的復雜性，這為分布式計算和傳感器網絡提供瞭全新的視角。書中對具體技術的描述非常紮實，沒有為瞭追求“酷炫”而誇大效果，而是腳踏實地地分析瞭技術成熟度和商業化前景。這種嚴謹性使得這本書在提供靈感的同時，也保持瞭高度的實用價值。它就像一把鑰匙，打開瞭通往一個更具可持續性、更高效能的創新世界的通道，讀完之後，我感覺自己的思維邊界被極大地拓寬瞭，對未來的設計方嚮充滿瞭清晰的期待。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的結構和案例選擇感到非常驚喜，它超越瞭我之前對“仿生學”這個詞的狹隘理解。我原以為它會是一本堆砌硬核科學數據的教科書，但事實是，它更像是一本跨學科的靈感手冊。在探討建築領域時，作者沒有僅僅停留在模仿蟻穴的通風係統上，而是深入挖掘瞭白蟻群落如何通過復雜的群體智能來調節微氣候的機製。這不僅僅是結構上的復製，更是對係統性思維的藉鑒。更讓我印象深刻的是，書中對材料科學的闡述，比如如何從壁虎腳掌的微觀結構中汲取靈感，製造齣可重復使用的無痕粘閤劑。這種從微觀到宏觀、從生物到工程的無縫切換，展現瞭作者深厚的跨學科背景。閱讀過程中，我不得不經常停下來，在腦海中構思我自己的設計項目如何能從這些案例中汲取營養。文字的錶達方式也很有力量，它不是乾巴巴的描述，而是充滿瞭對“為什麼自然界能做到而我們不能”的追問，這種挑戰性激發瞭我強烈的探索欲。對於任何尋求創新突破的設計師或工程師來說，這本書提供的不是答案，而是啓發無限假設的強大工具箱。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格是極其引人入勝的，它的文學性和科普性達到瞭完美的平衡。我很少讀到一本技術類書籍能擁有如此流暢的行文和極富畫麵感的語言。例如，當描述鯊魚皮紋理如何減少阻力時，作者將流體力學與皮膚的進化壓力聯係起來，讓讀者仿佛能“觸摸”到水流的路徑和能量的節約過程。它沒有迴避科學上的復雜性，但總能用最直觀的比喻將深奧的原理包裹起來，讓非專業人士也能輕鬆理解其核心邏輯。讓我印象深刻的是，書中對“失敗”的探討——很多早期仿生嘗試之所以不成功，是因為人類往往隻看到瞭錶象的形態，而忽略瞭其背後的功能聯係和環境適應性。這種強調“係統而非孤立特徵”的觀點，是這本書的精髓之一。它教會我，真正的仿生學是理解一套完整的生存策略，而非簡單地“抄襲”一個形狀。這種深度挖掘，使得這本書的價值遠遠超齣瞭單純的案例展示，它更像是一部關於如何“像自然一樣思考”的思維導論。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭很長時間纔從這本書帶來的信息衝擊中緩過來，它的廣度和深度實在驚人。這本書的編輯工作做得非常齣色，它將分散在各個領域的仿生案例組織成瞭一個連貫的敘事綫索，從生物力學到化學感知，再到信息處理，幾乎覆蓋瞭所有重要的工程應用領域。我特彆欣賞作者在每一章節末尾提齣的“倫理反思”部分。這部分內容極為關鍵，它迫使讀者思考：當我們模仿自然時，我們是否也在無意中破壞瞭我們試圖學習的那個係統？比如，在介紹如何模仿植物的采光效率時，書中探討瞭城市森林化可能帶來的光照分配不均問題。這種將技術創新與社會責任緊密結閤的處理方式，體現瞭作者的遠見卓識。它讓閱讀過程充滿瞭一種雙嚮的對話感——你在學習自然界，同時也在反思人類自身在地球上的角色。這使得這本書不僅僅是一本工具書，更是一部引發深層思考的哲學文本，適閤那些不僅僅滿足於“做什麼”，更想知道“為什麼以及如何做得更好”的讀者。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我這種對自然界充滿好奇心的人量身定做的！我一直覺得大自然纔是最偉大的設計師，這本書的引入部分就深深抓住瞭我的心。它沒有直接跳到復雜的工程學概念，而是用一種非常詩意和引人入勝的方式，帶你領略瞭生命數億年進化所沉澱下來的智慧。比如，它開篇描述瞭荷葉效應的精妙，那種自清潔的錶麵結構，讓我立刻聯想到我們日常生活中那些笨拙的、需要大量化學品纔能維持清潔的人造物。作者的筆觸非常細膩，能讓你真切地感受到那種“原來如此”的震撼。這本書的敘事節奏掌握得極好，不會讓人覺得枯燥，反而像是在聽一位經驗豐富的老教授娓娓道來，他不僅學識淵博，而且對所講的每一個案例都充滿瞭敬畏之情。我尤其喜歡它在介紹基礎原理時，會穿插一些關於生態平衡和可持續性的思考，這使得“仿生學”不再僅僅是一個技術名詞，而變成瞭一種深刻的哲學理念——如何與地球和諧共存。讀完這部分，我感覺自己看待周圍的世界都發生瞭微妙的改變，連路邊的一棵樹、一隻昆蟲的飛行軌跡，都充滿瞭可以被學習和藉鑒的寶貴信息。這本書為我打開瞭一扇全新的觀察世界的大門。

評分☆☆☆☆☆

送貨很快

評分☆☆☆☆☆

innovation inspired by nature.

評分☆☆☆☆☆

送貨很快

評分☆☆☆☆☆

很好，漲知識什麼時間年齡都不晚

評分☆☆☆☆☆

講解比較淺顯，容易懂。但是英文生僻單詞較多。科普著作，不算學術專著。這個價格，著實太貴瞭。

評分☆☆☆☆☆

剛到手，抓緊時間看吧

評分☆☆☆☆☆

innovation inspired by nature.

評分☆☆☆☆☆

Anyone interested in the people and ideas that are shaping our future must read this book....fascinating.

評分☆☆☆☆☆

講解比較淺顯，容易懂。但是英文生僻單詞較多。科普著作，不算學術專著。這個價格，著實太貴瞭。