胚胎型仿生自修复技术 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：29765655425

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：大32开

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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《胚胎型仿生自修复技术》图书简介 引言：生命之初的智慧，未来之修复的曙光 自古以来，人类对生命起源的探索从未停止。从最微小的细胞孕育，到复杂生命体的诞生，胚胎发育过程所展现出的令人惊叹的精确性、高效性和韧性，一直是科学界研究的焦点。而在现代科技飞速发展的今天，我们开始将目光投向那些最原始、最基础的生命机制，试图从中汲取灵感，解决人类在材料科学、工程学乃至医学领域面临的严峻挑战——即如何赋予人造物以“生命”的特征，特别是“自修复”的能力。 《胚胎型仿生自修复技术》一书，正是基于这样的宏大愿景，深度聚焦于“胚胎型”这一概念在仿生自修复技术中的核心价值。本书并非简单罗列现有自修复材料的进展，而是另辟蹊径，从胚胎发育的原理出发，解析其在细胞增殖、分化、形态发生、组织构建以及损伤应对等方面的独特智慧，并以此为蓝本，探索构建具有类胚胎发育特性的智能自修复材料、系统和器件的设计理念、关键技术及应用前景。 第一章：胚胎发育的奥秘——仿生自修复的灵感源泉 本章将带领读者深入了解胚胎发育的精妙之处。我们将从单细胞的受精卵开始，追溯其如何通过精确的细胞周期调控、多样的细胞信号传导、以及有序的基因表达，一步步分化成各种功能独特的细胞类型，并最终组织形成复杂而有序的生命体。特别地，我们会着重探讨胚胎在生长过程中所展现出的强大“纠错”和“修复”能力，例如： 细胞的增殖与凋亡调控： 胚胎在发育过程中，细胞的增殖速率和死亡（凋亡）机制受到严格的精细调控，以保证组织的正确形成和形态的精确构建。这种动态平衡是损伤修复和功能维持的基础。 信号通路与基因表达的协同： 各种生长因子、激素以及细胞间的相互作用，通过复杂的信号转导通路，精准地调控着基因的开启与关闭，从而决定细胞的命运和组织的生长方向。 形态发生与组织构建： 细胞如何协同运动、粘附、迁移，形成特定的三维结构，是胚胎发育的关键。这其中涉及细胞骨架的重塑、细胞外基质的合成与降解等一系列动态过程。 环境适应与损伤应对： 即使在胚胎发育过程中，也可能面临物理、化学或生物学上的损伤。胚胎如何通过快速增殖、细胞迁移和组织重塑来修复损伤，维持其整体的完整性和功能，是本章的重点研究内容。 通过对这些生命原初智慧的深入剖析，本书旨在揭示隐藏在胚胎发育中的普适性原理，为仿生自修复技术提供坚实的理论基础和创新的设计思路。 第二章：从胚胎到材料——构建“胚胎型”仿生自修复系统的设计理念 将胚胎发育的原理转化为可设计的材料和系统，是本书的核心内容。本章将探讨如何借鉴胚胎发育的“指令集”和“执行器”，来设计具有自主修复能力的仿生材料。 模仿细胞的“感知”与“响应”： 胚胎中的细胞能够感知外部信号（如生长因子、物理刺激）并做出相应的内部响应（如基因表达改变、信号通路激活）。我们将探讨如何设计材料，使其能够感知损伤（如裂纹、形变、温度变化），并启动内部的修复机制。例如，嵌入传感器的智能材料，或者响应特定化学环境变化的自愈合聚合物。 借鉴细胞的“增殖”与“分化”： 胚胎细胞能够不断增殖并分化成不同功能的细胞。对于自修复材料而言，这意味着需要具备“再生”的能力。本章将介绍如何设计包含预置修复单元（如微胶囊、微通道）的材料，当损伤发生时，这些单元能够释放修复剂，并在特定的条件下发生聚合或固化，填补损伤区域。更进一步，我们将探讨如何实现类似细胞“分化”的自修复过程，即修复区域能够根据损伤的类型和程度，选择性地激活不同的修复策略。 仿生形态发生与组织修复： 胚胎发育通过细胞的集体行为形成复杂的三维结构。在仿生自修复领域，这可以转化为设计能够模拟细胞迁移、定向生长和自组装的修复单元。例如，具有定向迁移能力的微机器人，或者能够响应特定化学梯度的响应性凝胶，用于精确地填充和重塑受损区域。 “损伤应激”下的“免疫”与“愈合”： 胚胎在遭遇损伤时，会启动一系列复杂的生理反应来对抗，并最终实现愈合。本书将借鉴这一概念，探讨如何在材料体系中设计“损伤识别”和“响应抑制”机制，避免修复剂的误触发，同时在损伤发生时，能够激活高效的修复反应。 本章将重点阐述“胚胎型”自修复系统的核心设计原则，包括模块化、自组织、自适应以及高度集成化等概念。 第三章：关键技术探索——实现“胚胎型”仿生自修复的工具箱 本章将聚焦于实现“胚胎型”仿生自修复技术的具体技术手段和前沿进展。我们将深入探讨以下几个关键领域： 新型自修复材料的设计与合成： 微胶囊/微血管系统： 借鉴血管网络，设计内部包含修复剂的微胶囊或微血管网络。当材料受损时，微胶囊破裂或微血管破损，释放出修复剂，填补裂纹并引发固化。我们将探讨不同类型修复剂（如环氧树脂、氰基丙烯酸酯、聚氨酯等）与基体材料的兼容性，以及微胶囊/微血管的制备方法和稳定性。 响应性聚合物网络： 设计具有可逆键的聚合物网络，当损伤发生时，外部刺激（如温度、pH、光照）能够激活可逆键的断裂与重组，从而实现材料的自我愈合。我们将深入研究不同类型的可逆键（如氢键、金属配位键、动态共价键、 Diels-Alder 反应等）在自修复过程中的作用机制。 智能凝胶与形状记忆材料： 探讨如何利用智能凝胶对外界刺激的响应性，实现损伤区域的填充和形状恢复。同时，介绍形状记忆聚合物如何通过“记忆”其原始形状，在特定条件下自发或诱导地修复损伤，恢复原有形态。 微纳制造与结构化技术： 3D/4D 打印技术： 探索利用增材制造技术，精确地构建具有复杂内部结构和修复单元的仿生材料。4D 打印技术，即在三维打印的基础上增加时间维度，可以实现打印后材料随时间的变化，为自修复过程提供更多可能性。 微流控与纳米技术： 利用微流控技术精确控制修复剂的输送和分布，结合纳米材料（如纳米颗粒、纳米纤维）作为增强体或催化剂，提升修复效率和材料性能。 自诊断与自适应修复策略： 嵌入式传感器技术： 开发能够实时监测材料内部损伤状态的传感器，并将信息传递给修复系统，实现“知己知彼，百战不殆”的修复。 机器学习与人工智能辅助设计： 探讨如何利用 AI 技术，基于大量实验数据，预测材料在不同损伤条件下的修复效果，并优化材料设计和修复策略，实现更智能化的自修复。 仿生模拟与计算方法： 分子动力学模拟： 利用分子模拟手段，深入理解自修复机制在分子层面的演变过程，为材料设计提供理论指导。 多尺度建模： 构建能够描述从分子、微观到宏观尺度的自修复过程的计算模型，预测材料在不同尺度下的自修复行为。 本章将详细介绍各种关键技术的原理、实现方法、优势与局限性，为研究人员和工程师提供宝贵的参考。 第四章：跨领域应用前景——“胚胎型”仿生自修复技术的广阔天地 “胚胎型”仿生自修复技术具有颠覆性的潜力，其应用前景几乎覆盖了所有需要材料持久性和可靠性的领域。 航空航天与国防工业： 飞机蒙皮、卫星外壳、导弹外壳等关键部件，一旦出现微小裂纹，可能导致灾难性后果。能够自主修复的材料，将极大提高装备的可靠性、使用寿命和安全性，减少维护成本。 汽车与交通运输： 汽车车身、轮胎、发动机部件等，承受着巨大的应力和磨损。自修复材料可以延长车辆的使用寿命，提高燃油效率，降低交通事故的发生率。 土木工程与基础设施： 桥梁、隧道、高层建筑等大型结构，其结构性损伤的修复成本高昂且风险巨大。能够自主修复混凝土、钢结构等材料，将为基础设施的长期安全运行提供保障。 电子设备与信息技术： 柔性电子器件、可穿戴设备、传感器等，其脆弱的线路和基材易受损。自修复材料可以提高这些设备的耐用性和可靠性，拓展其应用场景。 生物医学工程： 人工器官与组织工程： 借鉴胚胎发育的再生能力，设计能够模拟生物组织生长和修复的人工器官和支架材料，为器官移植和组织修复提供新的解决方案。 药物输送系统： 开发能够根据体内环境变化，按需释放药物的自修复型药物载体，提高药物疗效，降低副作用。 医疗植入物： 制造具有生物相容性和自修复功能的医疗植入物（如骨骼修复材料、血管支架），减少二次手术的风险。 能源领域： 太阳能电池板、风力涡轮机叶片、储能设备等，需要在恶劣环境下长期稳定运行。自修复材料可以提高其工作效率和使用寿命，降低能源生产成本。 消费品与日用品： 纺织品、涂层、包装材料等，可以通过自修复功能延长使用寿命，减少资源浪费，提升用户体验。 本书将详细分析这些应用场景的具体需求，探讨“胚胎型”仿生自修复技术如何解决现有技术瓶颈，并预测其未来的发展趋势和市场价值。 结论：迎接智能材料的新纪元 《胚胎型仿生自修复技术》旨在构建一个连接生命科学与材料科学的桥梁。通过深入理解胚胎发育的智慧，我们不仅仅是在创造一种新的材料，而是在孕育一种新的智能，一种能够自我维持、自我修复、自我演进的材料体系。本书的出版，希望能为推动仿生自修复技术的发展注入新的活力，引领我们迈向一个更加智能、可持续、韧性十足的材料新纪元。这不仅仅是材料科学的革新，更是对生命本质的深刻洞察，以及对未来科技发展方向的深度探索。

评分☆☆☆☆☆

我最近读完的这本《失落的巴比伦城邦：古代水利工程的复原与研究》，简直是一部考古学的奇迹。作者通过对大量楔形文字泥板的解读和遥感技术的应用，重建了一个被历史长河遗忘的超级灌溉系统。这本书的厉害之处在于，它没有沉溺于宏大的历史叙事，而是将笔触聚焦于那些泥土、石块和水流的物理细节上。每一张手绘的系统图都清晰地展示了古人如何利用地势、计算水压，来设计出数千年来依然能运作的渠道和水闸。我仿佛能闻到美索不达米亚平原上泥土的芬芳，感受到烈日下工匠们挥汗如雨的景象。这种将历史、工程学和地理学融为一体的写作方式，提供了一种非常扎实和立体的阅读体验，它证明了古代文明在技术上的成就绝不亚于现代。

评分☆☆☆☆☆

《后人类时代的艺术：数字美学与情感算法》这本书彻底颠覆了我对“艺术创作”的理解。作者以一种近乎叛逆的姿态，探讨了当AI具备了生成复杂情感表达能力后，人类艺术家的位置将何去何从。书中列举了大量的案例，比如由深度学习模型生成的“梦境系列”画作，以及能够根据观众心率实时变调的音乐作品，分析得鞭辟入里。它的语言风格非常犀利和现代，充满了对当前文化现象的批判和解构，读起来有一种和作者一起在思想的边缘跳舞的感觉。最让我印象深刻的是关于“版权归属”的探讨，这个问题在当前技术爆炸的时代显得尤为尖锐。这本书是理解未来文化生态、避免成为技术浪潮中被淘汰的观察者所必读的指南。

评分☆☆☆☆☆

《量子纠缠与时空折叠：宇宙新物理的探索》这本书简直是烧脑的盛宴，但又充满了令人上瘾的魅力。作者在阐述那些抽象的物理概念时，运用了大量的类比和生活化的场景，虽然主题极其晦涩，但阅读体验却出奇地流畅。我特别喜欢其中关于“多维空间感知实验”的章节，作者没有停留在纯理论的推导上，而是通过构建一系列思想实验，引导读者亲自去“体验”不同于我们日常经验的物理现实。这本书的行文节奏非常跳跃，一会儿是慢条斯理地推导一个公式，一会儿又突然将视角拉升到整个宇宙的尺度，那种宏大感和压迫感是其他物理科普读物难以比拟的。它迫使你跳出固有的思维框架，去接受那些看似悖论实则逻辑严密的宇宙规律。对于那些热衷于探索宇宙终极奥秘的读者来说，这本书无疑是一次精神上的极限挑战。

评分☆☆☆☆☆

《深海微生物的生存策略与极端环境生物圈》这本书是生物学领域的一股清流。它没有采用那种教科书式的平铺直叙，而是将读者带入到了地球上最黑暗、压力最大的环境——深海热液喷口。作者的文字充满了一种对生命坚韧不拔的敬畏感。书中对那些能在零上几百度、高压下代谢硫化物和甲烷的奇异生物的描述，细致入微，仿佛你就是那个穿着深潜器，透过舷窗观察这些生命的科学家。我特别欣赏作者对于“极端环境适应性”的归纳总结，它不仅是一部关于深海生物学的著作，更是一部关于生命力哲学思考的文本。阅读完毕后，你会对生命适应性这个概念产生全新的、更加敬畏的认识，它揭示了生命远比我们想象的更具包容性和创造力。

评分☆☆☆☆☆

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