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宁成云，毛传斌 著

图书标签:

• 生物材料
• 电活性材料
• 生物医学工程
• 组织工程
• 再生医学
• 生物传感器
• 药物递送
• 纳米材料
• 生物相容性
• 材料科学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030538390

版次：01

商品编码：12332387

包装：平装

开本：32开

出版时间：2018-03-01

页数：168

正文语种：中文

内容简介

本书是一部综述电活性生物材料及其相关领域**研究进展的学术专著。本专著对电活性生物材料进行了系统的定义和分类，并结合本课题组**研究成果及国内外**研究动态分别从压电特性、导电特性、半导体特性生物材料和电活性复合生物材料等方面，导电活性生物材料的制备、功能特性以及生物学应用等方面前沿研究成果进行系统论述。

目录

前言

第1章 电活性生物材料概述
1.1 引言
1.2 生物组织的电活性
1.2.1 生物电现象
1.2.2 骨组织的电学性质
1.2.3 电信号刺激对骨组织应用
1.3 压电特性生物材料
1.3.1 压电特性生物材料的应用
1.3.2 铌酸钾钠基生物压电陶瓷
1.4 导电特性生物材料
1.4.1 导电高分子简介
1.4.2 导电高分子聚吡咯
1.4.3 聚吡咯合成方法
1.5 半导体特性生物材料
1.5.1 半导体异质结构
1.5.2 二氧化钛半导体材料
1.5.3 半导体异质结构在生物医用领域的应用
参考文献

第2章 压电特性生物材料
2.1 引言
2.2 压电特性生物材料的制备方法与表征
2.2.1 铌酸钾钠陶瓷粉体的制备
2.2.2 铌酸钾钠陶瓷片的制备
2.2.3 铌酸钾钠陶瓷片的极化
2.3 压电特性生物材料的功能特性
2.3.1 铌酸钾钠压电特性陶瓷的组成调控
2.3.2 压电特性的生物陶瓷的电势调控
2.4 压电特性生物材料生物学应用
2.4.1 铌酸钾钠压电陶瓷抗菌性能
2.4.2 铌酸钾钠压电特性陶瓷调控血液相容性
2.4.3 铌酸钾钠压电特性陶瓷调控细胞黏附增殖
参考文献

第3章 导电特性生物材料
3.1 引言
3.2 导电特性生物材料的制备
3.2.1 导电基材预处理
3.2.2 导电特性生物材料的构建
3.3 导电特性生物材料的功能特性
3.3.1 导电特性生物材料的结构和成分的可控性
3.3.2 导电特性生物材料的浸润性
3.3.3 导电特性生物材料的电响应特性
3.3.4 导电特性生物材料的溶血性能
3.4 导电特性生物材料的生物学应用
3.4.1 导电特性生物材料调控类骨磷灰石沉积
3.4.2 导电特性生物材料调控蛋白吸附
3.4.3 导电特性生物材料调控细胞增殖和成骨分化
3.4.4 导电特性生物材料调控细菌黏附
参考文献

第4章 半导体特性生物材料
4.1 引言
4.2 半导体特性周期性微区异质结构材料的制备
4.3 半导体特性周期性微区异质结构成分和结构组成
4.4 半导体特性周期性微区异质结构的电学性质
4.4.1 周期性微区异质结构材料不同区域表面电势差异
4.4.2 周期性微区异质结构材料的结构及载流子密度差异
4.5 半导体特性周期性微区异质结构生物学应用
4.5.1 周期性微区异质结构材料对细胞增殖和形态的调控作用
4.5.2 周期性微区异质结构材料调控成骨分化和体内骨再生
4.5.3 周期性微区异质结构材料的动物体内植入实验
参考文献

第5章 电活性复合生物材料
5.1 引言
5.2 导电聚吡咯-压电聚偏氟乙烯复合电活性生物材料
5.2.1 导电聚吡咯-压电聚偏氟乙烯复合电活性生物材料的制备
5.2.2 导电聚吡咯-压电聚偏氟乙烯复合电活性生物材料的结构与组成
5.2.3 导电聚吡咯-压电聚偏氟乙烯复合电活性生物材料的电学特性
5.2.4 导电聚吡咯-压电聚偏氟乙烯复合电活性生物材料的生物学应用
5.3 导电聚吡咯-压电铌酸钾钠陶瓷电活性复合材料制备
5.3.1 铌酸钾钠陶瓷的制备
5.3.2 铌酸钾钠表面合成聚吡咯
5.3.3 电化学合成不同形貌聚吡咯
5.4 导电聚吡咯-压电铌酸钾钠陶瓷电活性复合材料性能表征
5.4.1 聚吡咯涂层调控导电聚吡咯-压电铌酸钾钠陶瓷电活性复合材料表面电势机理探讨
5.4.2 导电聚吡咯-压电铌酸钾钠陶瓷电活性复合材料表面电势调控
5.4.3 铌酸钾钠极化条件对导电聚吡咯-压电铌酸钾钠陶瓷电活性复合材料的表面电势机理探讨
5.4.4 导电聚吡咯-压电铌酸钾钠陶瓷电活性复合材料的生物学应用
参考文献

第6章 展望
参考文献

材料科学前沿：功能性高分子与智能驱动系统 图书名称： 功能性高分子与智能驱动系统 图书简介： 本书深入探讨了当代材料科学领域中最为活跃和前沿的分支之一——功能性高分子材料的设计、合成、结构表征及其在智能驱动系统中的应用。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到尖端实验技术的全面梳理，旨在为高分子化学、材料工程、生物医学工程以及机械电子工程等相关领域的研究人员、工程师和高年级学生提供一本内容翔实、具有高度实践指导意义的参考著作。 第一部分：功能性高分子的基本原理与合成策略 本部分系统回顾了高分子科学的基石，重点聚焦于赋予材料特定功能的化学基团和结构设计原则。 第一章：功能性高分子概述与分类 详细阐述了功能性高分子与传统结构高分子的本质区别，界定了“功能”的内涵，包括响应性、催化性、导电性、光学活性等。根据响应机制，对刺激响应型高分子（如热敏、pH敏感、光敏、离子敏感聚合物）进行了清晰的分类和介绍。着重分析了结构与性能之间的构效关系，强调了精确控制分子量分布、支化度以及拓扑结构对最终材料宏观性能的决定性影响。 第二章：先进聚合技术与结构精准调控 深入讲解了当前用于合成高度均一和结构明确的功能性聚合物的关键聚合方法。内容包括： 可控/“活性”自由基聚合 (CRP)： 详述了原子转移自由基聚合 (ATRP)、可逆加成-断裂链转移聚合 (RAFT) 等技术在合成嵌段共聚物、星形聚合物以及梯度共聚物中的应用。重点分析了链末端官能团化策略，以实现后续的点击化学修饰。 开环聚合 (ROP)： 聚焦于乳酸、己内酯等环状单体的聚合，及其在可降解生物医用材料中的基础地位。讨论了催化剂的选择如何影响聚合物的立体规整度和降解速率。 缩聚与逐步聚合的精确控制： 探讨了如何通过反应动力学控制，在缩聚过程中引入特殊的交联点或功能性侧链，以制备具有特定网络结构的离子凝胶或超支化聚合物。 第三章：超分子自组装与复杂拓扑结构 本章着眼于利用非共价相互作用（氢键、π-π堆积、疏水效应、配位键）构建具有层次结构的复杂材料。详细介绍了通过嵌段共聚物在溶液和固态下的相分离行为，形成纳米尺度的规整结构，如囊泡、胶束、棒状结构等。讨论了如何利用动态共价键（如Diels-Alder反应、亚胺键）实现自修复或可重构的超分子网络。 第二部分：智能驱动系统的物理化学基础 本部分将前沿功能高分子材料与实现运动或力输出的物理化学机制相结合，深入剖析了驱动效应的产生机理。 第四章：高分子驱动的电化学响应 重点解析了聚合物电解质和离子导体在高电场或电化学势驱动下的行为。深入探讨了： 电活性聚合物的掺杂与去掺杂机制： 以聚苯胺 (PANI) 和聚吡咯 (PPy) 为例，阐述电化学氧化还原循环如何导致材料体积和电导率的显著变化。 离子聚合物-金属复合材料 (IPMC)： 详细解析了IPMC的驱动原理，即在施加直流电或交变电场时，由于水合离子在聚合物基体中的迁移，导致材料发生弯曲形变。讨论了如何通过选择亲水性基团和电解质离子种类来优化其力学输出和响应速度。 第五章：光、热与化学刺激响应驱动 本章聚焦于环境因素诱导的高分子材料形变和运动。 光响应驱动： 分析了偶氮苯、螺吡喃、二芳基乙烯等光敏基团在聚合物链中引入后，如何通过顺反异构化或光致环化/开环反应，产生可逆的体积变化。探讨了如何利用光能实现远程、非接触式的驱动。 热致形状记忆效应 (TSM)： 详细阐述了热致形状记忆高分子（如形状记忆聚氨酯、交联聚合物网络）的“固定-储存-恢复”三步循环的物理基础，即永久网络和临时网络对“冻结”应变的不同作用。 溶胀/脱溶胀驱动： 深入研究了超膨胀性水凝胶 (Hydrogels) 在pH、离子强度或特定化学物质（如葡萄糖）刺激下的体积突变现象。利用“双网络”或“双响应”水凝胶的概念，解释如何实现驱动的稳定性和方向性。 第六章：力学性能与驱动效率的优化 本章连接了材料的微观结构与宏观驱动性能。探讨了如何通过优化交联密度、引入刚性纳米填料或采用定向拉伸等后处理方法，提高驱动材料的应变范围、响应速度和能量转换效率。引入了材料的粘弹性模型，用以预测复杂驱动循环下的疲劳性能和长期稳定性。 第三部分：智能驱动系统在工程中的前沿应用 本部分展示了上述功能性高分子驱动器在多个高技术领域的具体工程化应用实例。 第七章：柔性机器人与人工肌肉 详细介绍了基于高分子驱动器的软体机器人 (Soft Robotics) 设计哲学。重点阐述了如何通过集成驱动层和结构层，制造出仿生肌肉。讨论了电驱动、气动驱动和水凝胶驱动系统在实现抓取、行走和游动等复杂运动模式中的优势与挑战。分析了如何通过“梯度设计”实现复杂的运动轨迹和力反馈机制。 第八章：微流控与精密执行器 本章聚焦于微纳尺度下的驱动应用。探讨了如何利用光响应或离子驱动的高分子薄膜，构建微型泵、阀门和混合器。分析了高分子驱动器在微流控芯片中实现液体流量的精确控制和药物的定时释放方面的巨大潜力。讨论了如何将驱动器与生物传感器集成，以构建闭环控制的微型执行系统。 第九章：生物医学工程中的先进执行器 本章探讨了材料在活体环境中的驱动问题，包括生物相容性、生物稳定性以及在生理条件下的响应特性。重点介绍： 可植入的药物/基因递送系统： 利用外部刺激（如近红外光、局部磁场）触发高分子载体的解体或形态变化，实现靶向、按需释放。 仿生神经刺激器与组织工程支架： 设计能够模拟生物组织收缩力的驱动材料，用于修复受损肌肉或心脏组织。讨论了如何利用电活性聚合物作为神经接口的材料，实现神经信号的精确解码与编码。 总结与展望 全书最后总结了当前功能性高分子驱动系统的核心挑战，包括能量密度不足、响应速度的瓶颈、长期稳定性和大规模制造的可行性。展望了下一代材料的发展方向，如多模态刺激响应材料、自供能驱动系统以及基于机器学习的材料设计方法，为未来材料科学的发展指明了方向。 本书结构清晰，理论支撑充分，案例分析详实，是该领域专业人士不可或缺的工具书。

评分☆☆☆☆☆

我偶然看到了这本书的名字，叫做“电活性生物材料”，感觉非常契合我近期的学习方向。我是一名研究生，正在攻读生物医学工程专业，目前的研究课题就涉及到与神经系统交互的材料。我一直在寻找一本能够详细阐述如何设计和制备能够精确控制生物信号的电活性材料的书籍。这本书如果能提供关于这些材料的电学特性、机械性能，以及它们如何与细胞、组织进行相互作用的深入分析，那将对我极有帮助。我特别希望它能介绍一些先进的表征技术和实验方法，以及在实际应用中可能遇到的挑战和解决方案。如果书中包含一些具体的案例研究，比如在神经修复、生物传感器或人机接口方面的应用，那我一定会觉得物超所值。

评分☆☆☆☆☆

我最近在关注生物电子学的发展，而“电活性生物材料”这个书名听起来与我的兴趣点非常契合。我希望这本书能深入探讨电活性材料如何实现与生物体的无缝集成，比如如何作为生物传感器来检测生理信号，或者如何作为执行器来产生特定的生物响应。如果书中能够详细介绍不同类型的电活性生物材料，例如导电聚合物、纳米复合材料，以及它们在神经科学、心血管疾病治疗等领域的具体应用，那将非常有价值。我尤其关注那些能够长期稳定工作、具备良好的生物相容性，并且能够实现精准刺激和响应的材料。书中如果能包含一些关于材料的长期体内实验数据和临床转化前景的讨论，那我会认为这本书的实用性和前瞻性都非常高。

评分☆☆☆☆☆

“电活性生物材料”，光听名字就让我联想到未来科技的可能性。我一直对那些能够模拟生物体电生理活动的材料充满好奇。这本书如果能系统地介绍这类材料的设计理念、合成方法，以及它们在生物医学工程领域的广阔前景，那我绝对会将其列入必读清单。我期待它能够清晰地解释材料的电化学特性如何影响其与细胞和组织的相互作用，以及如何利用这些特性来开发创新的医疗设备。从组织工程中的电刺激诱导细胞分化，到神经接口中的信号采集和传递，再到可穿戴的生物传感器，任何与这些前沿应用相关的深入探讨，都将让我爱不释手。我希望这本书能激发我的思考，让我看到电活性生物材料在改善人类健康和生活质量方面的巨大潜力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名听起来就很引人注目，“电活性生物材料”。我一直对新材料领域，尤其是那些能与生物体产生奇妙互动的材料非常感兴趣。我最近刚好在寻找一本能够系统性介绍这类材料的书籍，希望它能涵盖从基础理论到实际应用的各个方面，并且最好能有一些最新的研究进展作为参考。我特别关注那些能够模拟人体自身电信号，或者能利用电刺激来促进组织再生、药物递送，甚至是神经接口的新型材料。如果这本书能深入探讨这些材料的设计原理、合成方法，以及它们在生物医学工程、可穿戴设备，甚至是能源收集等前沿领域的潜力，那我绝对会毫不犹豫地购买。我希望这本书能够清晰地解释复杂的概念，同时也能激发我的研究灵感，让我对这个充满无限可能的领域有更深的理解。

评分☆☆☆☆☆

“电活性生物材料”，这个书名瞬间抓住了我的眼球。作为一名材料科学的研究者，我一直对功能性材料的开发抱有浓厚的兴趣，特别是那些能够与生物系统进行“对话”的材料。这本书如果能够深入挖掘电活性材料在生物医学领域的应用潜力，从基础的电化学原理讲起，再到具体的材料制备和性能优化，最后给出一些前瞻性的发展方向，那绝对是值得一读的。我特别期待书中能介绍一些新颖的制备工艺，比如3D打印技术在构建复杂电活性生物材料结构中的应用，以及如何通过材料的设计来调控其导电性、生物相容性和生物降解性。如果书中还能探讨这些材料在体外诊断、药物缓释以及生物电子学等方面的最新研究进展，那无疑将极大地拓宽我的视野。