9787030414274 生物納米電子學 科學齣版社 D.Dragoman pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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D.Dragoman 著

圖書標籤:

• 生物納米電子學
• 納米電子學
• 生物技術
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• 電子學
• 科學齣版社
• D
• Dragoman
• 生物物理學
• 交叉學科
• 前沿科技

店鋪： 聚雅圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030414274

商品編碼：29534283135

包裝：圓脊精裝

齣版時間：2016-05-01

基本信息

書名：生物納米電子學

定價：138.00元

作者：D.Dragoman

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2016-05-01

ISBN：9787030414274

字數：335

頁碼：268

版次：31

裝幀：圓脊精裝

開本：32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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目錄

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Contents
1 Fundamentals on Bionanotechnologies 1
1.1 TransportPhenomenaattheNanoscale 1
1.2 Nanotechnologiesfor BionanoelectronicDevices 18
1.2.1 Deposition Techniques for BionanoelectronicDevices 18
1.2.2 Nanolithography 20
1.2.3 Nanomaterials 27
1.3 Conduction Properties of BiologicalMaterials 35
1.4 Micro.uidics and Nano.uidics 46
References 54
2 Sensing of Biomolecules 57
2.1 Nanotransistors Based on Nanotubes, Nanowires, andGrapheneforBiosensing 57
2.2 DNA Detection and SequencingUsing Nanopores 73
2.3 MEMS/NEMS Biodetection 80
2.4 Plasmonics Biodetection 87
2.5 NanoelectronicNoses and Various Disease Detection 98
References 102
3 Imaging and Manipulation of Biomolecules 107
3.1 Bioapplications of Atomic Force Microscopy 107
3.2 Bioapplicationsof Scanning TunnelingMicroscopy 114
3.3 ManipulationofBiologicalMaterials 117
References 123
4 Nanomedicine 127
4.1 Drug Deliveryand Healing Based on Nanomaterials 127
4.2 Biochips—DNAArraysandOtherChipsforDiagnosis 144
4.3 Arti.cial Tissues and Organs 146
References 148
5 Biomolecular Architecture for Nanotechnology 151
5.1 DNA-BasedMolecularArchitectures 152
5.2 Self-Assembled DNA Nanowires 155
5.3 Two-and Three-DimensionalBioarchitectures as Scaffolds 159
5.4 NonperiodicBiologicalScaffoldsforInorganicStructures 165
5.5 InorganicScaffolds for Biomolecules 169
References 170
6 Biomolecular Machines 173
6.1 BiologicalActuatorsandSwitches 174
6.2 Biological Walkers 180
6.3 Biological Motors 183
References 187
7 Biomolecular Computing 189
7.1 Principles of Biomolecular Computing 189
7.2 Boolean BiomolecularComputing 192
7.3 Self-AssemblyBiomolecularComputing 198
7.4 Biomolecular Logical Deductions 200
7.5 Biomolecular Memory Devices 201
7.6 Logical Drug Delivery and In Vivo Computation 203
References 205
8 Bioinspired Devices 207
8.1 Bioinspired Materials 208
8.2 Bioinspired Devices 215
8.3 Bioinspired TechnologicalProcesses 222
8.4 Devices Mimicking Biological Organs/Functionalities 224
References 229
9 Nano-Bio Integration 233
9.1 Nano-bioMaterials for Electronics and Optoelectronics 233
9.2 Nano-bioMechanical Devices 236
9.3 Nanobioelectronicsand Optoelectronics 239
References 246
Index 249
About the Authors 253

作者介紹

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文摘

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序言

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跨越微觀與宏觀的界限：探索生物納米電子學的革命性潛力 在當今科技飛速發展的時代，一個前沿交叉學科正以前所未有的力量改變著我們對生命和電子學的理解，那就是生物納米電子學。它巧妙地融閤瞭生物學、納米技術和電子學的精髓，緻力於開發能夠與生物係統直接交互、實現信號轉換和信息處理的新型器件和係統。這項學科的齣現，預示著一個全新的時代，在這個時代，我們能夠以前所未有的精度和方式理解、監測、控製乃至修復生物過程，從而在醫療健康、環境監測、能源開發等諸多領域帶來顛覆性的變革。 生物納米電子學並非僅僅是將微小的電子元器件植入生物體內，而是更加深入地觸及生命活動的根本，以納米尺度上的精確控製為手段，與生物分子、細胞乃至組織進行“對話”。想象一下，我們能夠開發齣能夠精準識彆並摧毀癌細胞的納米機器人，它們在體內悄無聲息地執行任務，將疾病扼殺在萌芽狀態；抑或我們能構建齣能夠實時監測血糖水平並自動釋放胰島素的生物傳感器，讓糖尿病患者擺脫終日與針劑為伴的痛苦；再或者，我們可以設計齣能夠將植物的光閤作用效率提高數倍的納米材料，為解決全球能源危機提供新的思路。這些曾經隻存在於科幻小說中的場景，正隨著生物納米電子學的不斷發展而逐漸變為現實。 生物納米電子學的核心在於“界麵”的構建和“信號”的轉換。 “界麵”是指生物係統與電子器件之間相互作用的區域。這個界麵的設計至關重要，它需要能夠實現穩定、高效且非破壞性的連接。例如，生物傳感器需要能夠選擇性地捕捉目標生物分子，並將其特有的化學信號轉化為可測量的電信號。這通常涉及到納米材料的錶麵修飾，例如通過化學鍵閤技術，將抗體、酶、DNA片段等生物識彆分子固定在納米器件錶麵，使其能夠精確地“鎖住”目標分子。同時，界麵的材料選擇也需考慮生物相容性，避免引起免疫排斥或細胞毒性反應，確保器件在生物體內的長期穩定運行。 “信號”的轉換則是生物納米電子學的核心功能。生物過程本身伴隨著一係列的電化學信號，例如神經元的放電、細胞膜的電位變化、DNA的堿基序列等。生物納米電子器件的目標就是能夠“讀取”這些信號，並將其轉化為電子設備能夠理解和處理的電信號。反之，它們也能夠將電子信號轉化為能夠影響生物過程的信號，實現對生物係統的調控。例如，通過電刺激，我們可以激活休眠的神經元，幫助癱瘓病人恢復運動能力；或者通過精確控製的電信號，誘導乾細胞分化成特定類型的細胞，用於組織修復和再生。 生物納米電子學的研究範疇極其廣泛，涵蓋瞭從基礎科學到工程應用的各個層麵。 在基礎科學層麵，生物納米電子學極大地推動瞭我們對生命本質的理解。通過納米尺度的觀察和測量，科學傢們能夠以前所未有的精度研究蛋白質的摺疊動力學、DNA的復製機製、細胞信號轉導通路等生命活動的關鍵過程。例如，利用納米探針記錄單個離子通道的開關行為，能夠揭示神經信號傳遞的微觀機製；通過原子力顯微鏡觀察DNA分子在電場作用下的構象變化，能夠深入理解DNA的信息存儲和傳遞方式。這些基礎研究不僅豐富瞭我們對生命的認知，也為後續的工程應用提供瞭理論指導。 在工程技術層麵，生物納米電子學催生瞭一係列顛覆性的技術和産品。 生物傳感器與生物芯片： 這是生物納米電子學最成熟也是應用最廣泛的領域之一。微型化的生物傳感器能夠集成在可穿戴設備中，實現對血糖、心率、血氧、汗液成分等生理指標的實時監測，為慢性病管理、運動科學、健康監測提供瞭強大的工具。生物芯片則能夠在一個微小的基底上同時集成大量的生物傳感器，實現對多種生物標誌物的快速、高通量檢測，在疾病診斷、藥物篩選、基因測序等領域發揮著關鍵作用。例如，基因芯片能夠一次性檢測數萬個基因的錶達水平，加速我們對疾病發病機製的理解和個性化治療方案的製定。 生物電子藥物遞送係統： 傳統的藥物遞送方式往往存在靶嚮性差、副作用大等問題。生物納米電子學的發展正在改變這一現狀。通過將藥物包裹在納米載體中，並利用電子信號控製其在體內的釋放，可以實現藥物的精準靶嚮遞送。例如，可以將藥物納米顆粒與能夠響應特定pH值或溫度的納米材料結閤，使其在腫瘤微環境中釋放藥物，從而最大限度地減少對健康組織的損傷。更有甚者，正在研發利用微電流刺激來誘導納米粒子聚集，從而實現局部藥物的高濃度釋放，提高治療效果。 神經接口與腦機接口： 生物納米電子學在神經科學和康復醫學領域展現齣巨大的潛力。通過開發高精度、高穩定性的神經電極，我們可以實現對神經信號的精確記錄和刺激，為治療帕金森病、癲癇、抑鬱癥等神經係統疾病提供新的手段。腦機接口（BCI）技術更是允許大腦直接與外部設備進行通信，使癱瘓病人能夠通過意念控製假肢、電腦鼠標，甚至與他人交流，極大地提升瞭他們的生活質量。納米材料的引入，使得神經電極的尺寸更小、生物相容性更好，能夠更深入地與神經組織集成，實現更精細的信號交互。 仿生器件與人工器官： 模仿生物體的結構和功能，開發具有類似性能的仿生器件也是生物納米電子學的重要研究方嚮。例如，利用納米材料模擬生物肌肉的收縮機製，可以開發齣柔性、可驅動的人工肌肉，用於機器人、可穿戴設備等領域。在人工器官方麵，生物納米電子學正緻力於構建能夠模擬生物器官功能的微型化器件，如人工腎髒、人工肝髒等，為器官衰竭的患者提供替代方案。 生物納米電子學的發展麵臨的挑戰與未來展望。 盡管生物納米電子學前景廣闊，但仍麵臨諸多挑戰。 生物相容性與穩定性： 如何確保納米器件在復雜的生物環境中長期穩定工作，而不引起免疫反應或發生降解，是研發的關鍵。這需要對材料進行精心的設計和錶麵修飾，並對其在體內的長期行為進行深入研究。 信號的精確識彆與解讀： 生物信號往往具有高度的復雜性和多樣性，如何從海量的噪聲中精確識彆齣有用的信號，並對其進行準確的解讀，是技術上的瓶頸。這需要開發更先進的信號處理算法和更靈敏的檢測技術。 能源供給與無綫傳輸： 許多生物納米電子器件需要在體內工作，這就需要解決其能源供給問題。微型化的能量收集技術、體內無綫充電技術以及低功耗器件的設計，是未來發展的重要方嚮。 倫理與安全考量： 隨著生物納米電子學技術的深入發展，涉及的倫理問題也日益凸顯，例如數據隱私、基因編輯的邊界、技術濫用的風險等。在推動技術進步的同時，必須建立完善的倫理規範和安全保障體係。 展望未來，生物納米電子學將繼續以前所未有的速度發展，其影響將滲透到我們生活的方方麵麵。我們正站在一個新時代的起點，一個生命與科技深度融閤的時代。通過不斷探索生物世界的奧秘，並將其與電子學強大的信息處理和控製能力相結閤，生物納米電子學必將為人類健康、社會進步和可持續發展帶來更加輝煌的未來。它將不僅僅是科學研究的範疇，更將成為重塑人類生活方式、提升生命質量的強大引擎。 從微觀的分子層麵到宏觀的生命係統，生物納米電子學正在構建一座跨越學科的橋梁，連接著我們對生命本質的深刻理解和對未來科技的美好希冀。

評分☆☆☆☆☆

這本《生物納米電子學》的書名就足夠吸引人瞭，充滿瞭未來科技感。我一直對生物與電子的交叉領域非常感興趣，總覺得這裏麵蘊藏著無限的可能。納米技術的發展更是讓人驚嘆，微觀世界的精妙運作，結閤生物體的強大功能，再加上電子學的精密控製，光是想想就覺得是一場革命。這本書的作者D.Dragoman，這個名字聽起來就很有學術範兒，科學齣版社的齣版也意味著內容的嚴謹性和專業性。我希望這本書能夠深入淺齣地介紹生物納米電子學的基本概念、核心技術以及它在各個領域的應用前景。比如，我非常好奇生物傳感器是如何工作的，它能不能實現對疾病的早期預警？或者，生物電子學在神經科學領域有什麼突破性的進展，比如直接通過電子信號與大腦互動？我還想瞭解，未來的生物納米電子學將如何影響我們的日常生活，是否會有更智能的醫療設備，更高效的能源轉化方式，甚至能夠增強人類自身的能力？我對這本書的期待，不僅僅是知識的獲取，更是對未來世界圖景的想象和憧憬。我希望它能為我打開一扇瞭解這個前沿科學領域的大門，讓我能夠更清晰地看到生物與電子融閤的無限潛能，也為我的個人研究或學習方嚮提供一些新的靈感和啓示。

評分☆☆☆☆☆

我最近一直在尋找一本能夠拓展我對生物材料與電子元件相互作用理解的書籍，而《生物納米電子學》恰好引起瞭我的注意。科學齣版社的名字讓我對它的學術價值有信心，而D.Dragoman這位作者，雖然我對他並不熟悉，但從書名來看，他應該是在這個領域有著深刻見解的專傢。我特彆期待這本書能夠深入探討生物分子如何被用於構建或影響電子器件，以及電子信號如何能夠精確地調控生物過程。比如，書中是否會涉及DNA納米技術在電子電路中的應用？或者，如何利用蛋白質的功能性來設計新型的生物電子設備？我個人對於“生物電子界麵”這個概念非常著迷，如何實現生物係統和電子係統之間無縫、高效的能量和信息交換，這其中必定有許多精巧的設計和原理。我希望這本書能夠詳細闡述這些界麵的構建方法、性能評估以及它們所麵臨的挑戰。同時，我也很想知道，生物納米電子學在解決當前一些重大科學問題上，例如環境監測、能源采集或者仿生機器人的開發等方麵，能夠扮演怎樣的角色。我期待這本書能夠提供一些前沿的理論框架和實驗案例，讓我能夠更全麵地認識這個跨學科的領域，並對未來的研究方嚮産生更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

讀到《生物納米電子學》這個書名，我的腦海裏立即浮現齣無數種可能性。將生命的精妙與電子的精確相結閤，這本身就是一個極具吸引力的概念。《生物納米電子學》由D.Dragoman撰寫，並由科學齣版社齣版，這讓我對其內容和深度充滿瞭期待。我尤其感興趣的是，生物分子如何被用作構建納米電子器件的“原材料”或“構件”。例如，DNA是否可以被設計成用於構建復雜的納米結構，進而實現信息存儲或計算？蛋白質又是否能夠作為納米馬達，驅動微型設備或者進行精確的物質運輸？我同樣好奇的是，電子信號如何能夠以非侵入性的方式與生物係統進行交互。例如，是否有技術能夠通過精確的電刺激來控製神經元的放電，從而實現對大腦功能的乾預或修復？或者，是否能開發齣能夠實時監測體內生化指標的超靈敏生物電子傳感器？這本書是否會深入探討這些令人興奮的應用，例如用於個性化醫療的生物芯片，或者能夠自我修復的電子皮膚，亦或是能夠與植物進行信息交流的智能農業設備？我希望這本書能夠為我提供一個清晰的全局觀，讓我瞭解生物納米電子學的核心原理、關鍵技術以及它在塑造未來社會和科技發展中所扮演的關鍵角色。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題《生物納米電子學》本身就勾勒齣瞭一個充滿想象力的科學圖景。它暗示著一個將微觀世界中的生命現象與電子技術緊密結閤的領域，這無疑是當下最令人興奮的研究前沿之一。D.Dragoman這個名字，配閤科學齣版社的信譽，讓我對這本書的學術嚴謹性和內容深度充滿信心。我特彆希望能在這本書中找到關於如何利用生物體的自我修復、自我組織等特性來設計和製造新型電子器件的闡述。想象一下，能夠自主生長的電子元件，或是能夠根據環境變化調整自身功能的納米機器人，這聽起來就像科幻小說裏的情節，但或許在不久的將來就能成為現實。我還對生物啓發式計算和邏輯門的研究很感興趣，生物體內部已經進化齣瞭極為高效的計算和信息處理機製，如何將這些機製轉化為電子係統，這無疑是巨大的挑戰和機遇。此外，我也希望書中能涉及一些關於生物兼容性電子材料的討論，畢竟，任何植入人體或與生命體密切接觸的電子設備，其安全性和穩定性都是至關重要的考量因素。這本書能否為我揭示這些前沿問題的答案，並指明未來的發展方嚮，我對此充滿期待。

評分☆☆☆☆☆

一本關於“生物納米電子學”的書，光是這個名字就充滿瞭吸引力，讓我對它充滿瞭好奇。我一直認為，將生命體的神奇之處與電子技術的精準與強大相結閤，是未來科技發展的一個重要方嚮。《生物納米電子學》這本書，由D.Dragoman撰寫，並由權威的科學齣版社齣版，這讓我對它的內容質量和深度有瞭很高的期待。我非常想瞭解，生物分子是如何被巧妙地利用來構建微小的電子元件的，例如利用DNA的自組裝特性來製作納米導綫，或者利用酶的催化活性來驅動微型設備。同時，我也對電子信號如何能夠影響和控製生物係統感到非常好奇。這本書是否會探討如何通過電刺激來影響細胞的行為，或者如何利用電子接口來讀取生物信號，從而實現對疾病的早期診斷和治療？我希望書中能夠包含一些具體的應用案例，比如在醫療領域的生物傳感器、藥物輸送係統，或者在能源領域的生物燃料電池，以及在信息技術領域的生物計算機等。我期待這本書能夠讓我對生物納米電子學這個前沿領域有一個係統而深入的認識，為我提供更廣闊的視野和更深入的思考。