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| 編輯推薦： |
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编者遵循从基础理论到技术开发、产业应用的逻辑顺序，以科学性为宗旨、实用性为指导，兼顾深度与广度，并力求趣味性，同时有机地融入了课程思政元素、科技前沿展望、产业发展与趋势分析等内容。值得一提的是，书中融入了大量仿生功能材料的实例与最新进展，旨在让读者对仿生功能材料有一个全方位的认知。
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| 內容簡介： |
本书是战略性新兴领域“十四五”高等教育系列教材之一。功能材料是国家新材料产业的重要组成部分，而仿生功能材料则是基于仿生学原理的创新研究成果，它已成为材料学发展的创新领域和重要组成部分。
來源：香港大書城megBookStore,http://www.megbook.com.hk
全书共7章，首先从阐述功能材料及仿生功能材料的基础知识入手，然后以功能材料的分类为基础，系统地介绍了仿生力学材料、仿生光学材料、仿生磁性功能材料、仿生声学材料、仿生电学材料、能源仿生材料等领域的相关理论知识和最新进展。在编写过程中，编者遵循从基础理论到技术开发、产业应用的逻辑顺序，以科学性为宗旨、实用性为指导，兼顾深度与广度，并力求趣味性，同时有机地融入了课程思政元素、科技前沿展望、产业发展与趋势分析等内容。值得一提的是，书中融入了大量仿生功能材料的实例与最新进展，旨在让读者对仿生功能材料有一个全方位的认知。
本书适合用作高等学校仿生学、材料学、物理学、生物医学与健康，以及工程技术等相关专业及学科教师、本科生、研究生的教学和科学研究参考书，也可供相关学科专业的研究人员、技术人员和管理人员参考。
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| 目錄：
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目录
前言
第1章绪论1
11功能材料的定义、分类与应用1
111功能材料的定义1
112功能材料的分类2
113功能材料的应用3
12仿生功能材料的定义与特征6
121仿生功能材料的定义6
122仿生功能材料的特征6
思考题7
参考文献7
第2章仿生力学材料8
21仿生浸润材料8
211界面浸润基础理论8
212自然界超浸润界面9
213智能响应浸润界面11
214仿生浸润材料的应用16
22仿生黏附材料18
221生物结构黏附19
222生物材料黏附23
223仿生黏附材料的应用24
23仿生摩擦材料27
231仿生耐磨材料27
232仿生减阻材料30
233仿生润滑材料35
24仿生抗冲击材料38
241抗冲击生物材料的特征与典型
结构38
242生物材料抗冲击机制42
25其他仿生力学材料44
251仿生减振材料减振机制44
252仿生隔振材料隔振机理46
思考题47
参考文献48
第3章仿生光学材料51
31光的基本性质与能量分析51
311光谱区及其分类51
312辐射测量的基本概念53
313表面光学反射的基本原理55
314辐射制冷原理60
315普朗克黑体辐射定律61
316光在样品表面的热量平衡62
32光学功能材料基础62
321光子晶体与光子带隙62
322光学BraggSnell定律65
323结构色65
324仿生光学材料的概念66
33仿生光散射材料66
331自然界中光散射材料的生物
模型66
332仿生光散射材料的制备方法与
应用67
34仿生光吸收材料69
341自然界中光吸收材料的生物
模型69
342仿生光吸收材料的应用70
35仿生光子晶体材料72
351自然界中光子晶体材料的生物
模型72
352仿生光子晶体材料的应用72
思考题74
参考文献74
第4章仿生磁性功能材料76
41磁学与磁性材料基础76
411磁学基础76
412磁性材料的分类与应用81
42仿生磁感知材料88
421生物磁感知机制88
422仿生磁感知材料及应用92
43仿生磁性吸波材料99
431吸波理论与吸波材料分类99
432仿生磁性复合吸波材料106
思考题112
参考文献112
第5章仿生声学材料115
51声学、声学材料与仿生声学材料
基础115
511声波的基本性质115
512声学材料的基本性质117
513声子晶体118
514声学材料的分类120
515声学材料的应用范围124
516仿生声学材料的概念与特征125
52仿生吸声与隔声材料126
521仿生木材结构吸声材料126
522仿生茎秆结构吸声材料128
523仿生蛾翼结构吸波隐形材料129
524仿生猫头鹰羽毛隔声材料130
525仿生鲨鱼皮隔声材料132
526仿生蜘蛛网轻质隔声材料133
53方向敏感仿生声学材料133
531仿生耳蜗及耳蜗细胞感知声波
材料134
532仿生海豚声呐控制低频声波
材料135
533仿生蝙蝠声呐识别场景材料136
534仿生气泡结构增透声波材料137
思考题138
参考文献138
第6章仿生电学材料140
61仿生热电材料140
611热电效应及相关输运机理140
612热电材料及器件概述144
613仿生热电材料的应用147
62仿生光电材料149
621光电材料概述149
622仿生光电材料的应用153
63仿生压电材料156
631压电材料的压电原理156
632压电材料的主要参数159
633仿生压电材料的应用160
思考题164
参考文献164
第7章能源仿生材料166
71能源的基本概念及种类166
711传统化石能源166
712新能源168
713储能方式169
72油田仿生材料170
721石油开采技术中的仿生原型170
722仿生石油钻头172
723仿生可控黏附压裂材料172
724仿生钻井液173
725仿生油田海底管道防护材料175
73新能源仿生材料175
731仿生燃料电池175
732太阳能电池的仿生178
733风力仿生结构设计182
74储能仿生材料184
741输氢管道的特征与仿生184
742锂电池仿生材料与设计185
743仿生储热材料191
75节能仿生材料193
751节能仿生建筑设计193
752节能仿生智能窗197
753节能仿生建筑材料199
思考题200
参考文献200
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| 內容試閱：
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功能材料是指具有优良的力学、电学、磁学、光学、热学、声学、化学和生物学等功能及相互转化功能的非结构性用途的材料，是国家新材料产业的重要组成部分，与信息技术、生物工程技术、能源产业、纳米技术、环保技术、空间技术等现代高新技术及其产业紧密相关。功能材料发展的先进程度与交叉融合的深度，对新材料、元器件、整装设备的发展，起着基础性和先导性的关键作用，在新材料产业发展过程中处于前沿。
仿生学是20世纪60年代生物学与技术科学在快速发展中产生的一门新兴交叉学科。自诞生以来，仿生学以其可持续发展的强大生命力和充满原始创新的无限活力，迅速扩展到自然科学、技术科学和工程科学的众多领域，涵盖了大多数技术领域和应用领域。仿生功能材料是基于工程仿生原理开发的具有生物功能特征或类似于生物功能的功能材料。仿生学为功能材料的创新发展提供了无限的动力与灵感源泉。
本书具有以下特点：
1科学性：力争每章都以基础知识/基本模型→仿生设计→仿生功能材料开发为逻辑，系统介绍各类仿生功能材料的原理与进展。
2前沿性：书中所举的典型案例，都是各领域的最新进展与发展前沿，既有教材的知识性、普适性，又兼顾科学知识的前沿性。
3深广度：仿生功能材料内涵较广，对于教材而言，既要有基础知识的阐述，又要充分体现学科内涵，目前所涵盖的内容力求兼顾仿生功能材料的深度与广度。
4趣味性：基于仿生学的创新理念，很多仿生功能材料的案例充满大自然的神奇功能与奇思妙想，为读者展示了仿生学的神奇，可激发读者对生物、对大自然的敬畏与热爱，引发读者对仿生功能材料的好奇与关注。
功能材料种类丰富，覆盖面广，涉及多个学科，因此本书主编力邀多名从事仿生功能材料研究的学者共同完成了本书的编写。本书主编从事仿生材料研究多年，主讲了本科生课程“仿生学基础”“工程仿生技术”和研究生课程“功能材料与纳米技术”“仿生学概论”“工程仿生学”等。本书依据功能材料的分类进行章节设计：第1章为绪论，阐述了功能材料的定义、分类和应用，以及仿生功能材料的定义和特征，由刘燕教授编写；第2章为仿生力学材料，介绍了液固界面的基本模型及典型仿生现象，固固界面中的黏附、摩擦、冲击的仿生力学行为及仿生技术与材料，由李淑一副教授编写；第3章为仿生光学材料，介绍了典型的光学现象（如结构色、光散射、光吸收），以及仿生光学材料的典型案例，由徐洪波副教授编写；第4章为仿生磁性功能材料，介绍了磁性材料的基本特征，以及磁感知、磁性吸波材料的仿生设计与开发，由薛婧泽博士编写；第5章为仿生声学材料，介绍了声学的基本概念，以及仿生吸声材料、仿生隔声材料和方向敏感仿生声学材料，由侯聚敏博士编写；第6章为仿生电学材料，介绍了仿生热电、光电、压电材料的基本原理及典型案例，由郭鑫副教授、陶海岩教授和马家峰副教授编写；第7章为能源仿生材料，介绍了生物特殊的节能机制，以及油田、新能源、储能、节能方面仿生能源材料的开发与应用，由徐泉教授编写；全书由侯聚敏博士、沈美丽博士、孟括博士修改并完善，并由刘燕教授统稿。
仿生功能材料学科知识涉及面广、交叉性强，限于编者水平和时间，书中难免有不当之处，敬请广大读者批评指正。
编者
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