胚胎型仿生自修復技術 9787118090536 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李嶽 ...（等）著 著

圖書標籤:

• 仿生學
• 自修復材料
• 材料科學
• 生物材料
• 工程學
• 納米技術
• 組織工程
• 智能材料
• 生物醫學工程
• 損傷控製

店鋪： 韻讀圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118090536

商品編碼：29761119959

包裝：平裝

齣版時間：2014-12-01

圖書基本信息
圖書名稱	胚胎型仿生自修復技術	作者	李嶽 ... 著
定價	58.00元	齣版社	國防工業齣版社
ISBN	9787118090536	齣版日期	2014-12-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝
開本	大32開	商品重量	0.4Kg

內容簡介

《胚胎型仿生自修復技術》首先介紹瞭胚胎型仿生自修復硬件的研究現狀與發展趨勢，然後分彆從原核和真核兩個方麵對仿生自修復硬件涉及的生物學原理進行瞭研究探討，以此為基礎，重點論述瞭胚胎仿生自修復硬件的基本原理和硬件結構，並分彆以4×4的乘法器、FIR濾波器和模糊控製器為對象，研究瞭基於FPGA的仿生自修復硬件、真核仿生陣列和內分泌仿生陣列的設計和實現方法。 　　本書適閤於電子係統設計人員及相關研究人員閱讀，也可作為電子係統設計、微電子與納米技術、可靠性設計與維修工程等相關專業研究生和高年級本科生的教材或參考書。

作者簡介

目錄

章 緒論 1.1 引言 1.2 仿生硬件的基本框架 1.2.1 P軸：進化硬件 1.2.2 O軸：復製與再生硬件 1.2.3 E軸：後天學習硬件 1.2.4 混閤POE硬件 1.3 胚胎型仿生自修復硬件的研究現狀與發展趨勢 1.3.1 胚胎電子細胞的結構設計 1.3.2 胚胎電子陣列的發育與自修復 1.3.3 胚胎電子陣列的應用 1.4 全書組織結構第2章 仿生自修復硬件生物學基礎 2.1 生物係統的分類與修復層次 2.1.1 生物的分類 2.1.2 生物體的修復層次 2.2 原核生物係統 2.2.1 原核細胞及其結構 2.2.2 原核生物的遺傳物質及其特性 2.2.3 原核細胞群落及相互作用 2.2.4 細菌耐藥性的形成 2.3 真核生物係統 2.3.1 真核細胞及其結構 2.3.2 生物體的發育 2.3.3 生物細胞的通信 2.3.4 生物體的自修復 2.3.5 生物體的內分泌係統 2.4 本章小結第3章 仿生自修復硬件基本原理 3.1 仿生自修復模型 3.1.1 真核仿生模型 3.1.2 原核仿生模型 3.1.3 內分泌仿生模型 3.2 仿生自修復硬件的體係結構 3.2.1 網狀結構 3.2.2 總綫結構 3.2.3 復閤結構 3.3 仿生自修復硬件的故障自檢測方法 3.3.1 模塊多模冗餘 3.3.2 關鍵信息編碼冗餘 3.3.3 對稱自檢測 3.3.4 細胞互檢 3.4 仿生自修復硬件的自修復機製 3.4.1 單細胞移除機製 3.4.2 列(行)移除機製 3.4.3 細胞移除機製 3.4.4 Szasz移除機製 3.4.5 Lala移除機製 3.4.6 復閤移除機製 3.4.7 自修復機製的可靠性分析 3.5 仿生自修復硬件的實現方法 3.5.1 專用芯片的實現 3.5.2 基於可編程邏輯器件的實現 3.6 本章小結第4章 仿生自修復硬件的基本結構 4.1 仿生電子陣列結構 4.1.1 真核仿生陣列結構 4.1.2 原核仿生陣列結構 4.1.3 內分泌仿生陣列結構 4.2 功能模塊結構 4.2.1 基於MUX的基本結構 4.2.2 基於MUX的對稱自檢結構 4.2.3 基於LUT的基本結構 4.3 輸入輸齣模塊結構 4.3.1 傳統輸入輸齣模塊結構 4.3.2 鏈狀結構布綫資源 4.3.3 對稱布綫連接 4.3.4 內分泌細胞輸入輸齣模塊結構 4.4 配置存儲模塊結構 4.4.1 基於查找錶結構 4.4.2 基於移位寄存器結構 4.5 其他常見模塊結構 4.5.1 地址模塊基本結構 4.5.2 基於擴展海明碼的自檢模塊結構 4.6 本章小結第5章 仿生自修復硬件的設計與實現 5.1 基於FPGA的仿生自修復乘法器 5.1.1 基於FPGA的仿生自修復硬件實現步驟 5.1.2 乘法器詳細設計步驟與結果分析 5.1.3 基於原核仿生陣列的乘法器 5.2 基於真核仿生陣列的FIR濾波器 5.2.1 FIR濾波器及其實現結構 5.2.2 FIR濾波器的仿生電子陣列實現基礎 5.2.3 仿生自修復FIR濾波器設計 5.2.4 仿生自修復FIR濾波器仿真與驗證 5.3 基於內分泌仿生陣列的模糊控製器 5.3.1 一級直綫型倒立擺建模 5.3.2 仿生自修復模糊控製器設計及實現 5.3.3 模糊控製器仿真驗證 5.3.4 模糊控製器實驗驗證 5.4 本章小結參考文獻

編輯推薦

文摘

序言

生命之初的智慧：仿生自修復材料的創新前沿 在宏偉的生命演化史中，自我修復的能力扮演著至關重要的角色，從單細胞生物的精巧再生，到復雜生物體應對損傷的復雜機製，這種能力一直是自然界最令人驚嘆的饋贈之一。這種源於生命本質的智慧，如今正以前所未有的速度被人類汲取、模擬，並應用於材料科學的廣闊領域。本書將帶您深入探索一個顛覆性的前沿科學領域：胚胎型仿生自修復技術。我們不僅僅是復刻生命，更是從生命最基礎、最純粹的形態——胚胎發育中汲取靈感，旨在創造齣具有強大自我修復潛能的新型材料，以此革新我們對物質世界的認知和應用。 本書將聚焦於那些能夠像胚胎細胞一樣，在經曆損傷後，能夠主動感知、定位、並啓動修復過程的智能材料。這些材料並非簡單的“傷口愈閤”，而是模仿瞭胚胎發育過程中細胞的分化、遷移、增殖以及組織重塑的精妙過程。從最基礎的分子識彆到宏觀形貌的恢復，我們將在書中詳細闡述這些仿生自修復機製的科學原理、設計思路以及潛在的應用前景。 第一章：生命之源——胚胎發育中的自修復哲學 我們將從生命最原始的起點——胚胎發育——開始，深入剖析其蘊含的深刻自修復智慧。胚胎的形成和發展是一個高度動態且充滿挑戰的過程，在這個過程中，微小的損傷可能導緻嚴重的後果。然而，胚胎卻展現齣瞭令人難以置信的自我糾正和修復能力。我們將探討： 細胞粘附與解離的動態平衡： 胚胎細胞如何精確地控製其粘附能力，以實現細胞遷移和組織形成，並在受損後迅速恢復連接。 信號傳導網絡的精妙調控： 胚胎如何通過復雜的信號通路感知損傷，並激活相應的修復基因和蛋白質，引導細胞進行修復。 乾細胞在修復中的作用： 胚胎中豐富的乾細胞如何分化成各種細胞類型，填補損傷區域，重建組織結構。 分子機器的自我組裝： 構成細胞和組織的各種分子結構如何能夠自發地組裝，並在損傷後重新組織，恢復功能。 理解這些生命最根本的自我維護機製，是設計仿生自修復材料的基石。本書將深入淺齣地介紹這些復雜的生物學原理，並將其轉化為可應用於材料設計中的工程學概念。 第二章：仿生基石——模擬胚胎修復的材料設計 在理解瞭生命源頭的智慧後，我們將進入仿生材料的設計與構建階段。本章將重點介紹如何將胚胎發育中的自修復機製，轉化為具體的材料設計策略： 微膠囊與多相體係： 藉鑒胚胎細胞內包含的各種細胞器和信號分子，我們設計瞭含有修復劑（如單體、催化劑）的微膠囊，將其嵌入基體材料中。當材料發生裂紋時，微膠囊破裂，釋放齣修復劑，實現“止血”和“愈閤”。 嵌入式修復單元： 模仿胚胎乾細胞的潛能，我們將能夠響應特定信號（如pH、溫度、力學應力）的修復單元預先嵌入材料結構中。當損傷發生時，這些單元被激活，釋放修復前體，或直接參與材料的重塑。 分子識彆與自組裝： 受胚胎細胞錶麵分子特異性識彆能力的啓發，我們設計瞭具有特定化學基團的材料錶麵，使其能夠通過分子間的相互作用，自發地在損傷界麵重新連接，形成穩定的結構。 反應性聚閤物網絡： 藉鑒胚胎細胞外基質的動態可塑性，我們研究瞭具有可逆交聯鍵的聚閤物網絡。這些網絡在受到損傷時，交聯鍵可以斷裂，材料錶現齣柔韌性；在修復信號的誘導下，交聯鍵又可以重新形成，使材料恢復剛性。 我們將詳細闡述不同材料體係（如聚閤物、陶瓷、復閤材料）如何通過引入這些仿生修復單元，獲得自我修復的能力，並重點分析不同修復機製的優點和局限性。 第三章：感知與響應——損傷檢測與修復激活機製 材料的自修復能力不僅僅是包含修復劑，更重要的是能夠“知道”何時何地發生瞭損傷，並能夠“啓動”修復過程。本章將深入探討仿生自修復材料中的損傷感知與修復激活機製： 內在損傷傳感： 我們將介紹如何設計材料，使其自身能夠對損傷産生物理或化學變化，如顔色改變、熒光信號變化、電導率變化等，從而直觀地指示損傷的存在和位置。 外源性觸發信號： 探討如何利用外部環境因素，如光照、溫度變化、電場、磁場等，作為觸發修復的信號。例如，光敏材料在特定波長光照下釋放修復劑，熱敏材料在升溫時啓動修復。 生物相容性信號觸發： 藉鑒胚胎發育中的信號分子，我們研究瞭模擬生物體內特定信號（如pH值變化、特定酶的活性）的材料。當這些信號在損傷區域齣現時，即可激活修復過程。 多尺度協同修復： 復雜的損傷往往涉及不同尺度的斷裂。我們將探討如何設計能夠實現多尺度協同修復的材料，例如，先修復微裂紋，再修復宏觀斷裂。 本章將為讀者提供豐富的案例，展示如何巧妙地將損傷感知與修復激活機製集成到材料設計中，從而實現高效、定嚮的自修復。 第四章：功能再生——材料性能的恢復與提升 自修復的最終目標是使材料能夠恢復甚至超越原有性能。本章將聚焦於仿生自修復技術在材料功能恢復方麵的應用： 力學性能的恢復： 重點研究如何使修復後的材料在拉伸強度、斷裂韌性、疲勞壽命等方麵恢復到接近甚至優於原始狀態。我們將分析不同修復機製對力學性能恢復的影響。 導電與導熱性能的恢復： 對於電子器件、熱管理材料等領域，材料的導電和導熱性能至關重要。我們將探討如何設計能夠有效恢復這些功能的仿生自修復材料。 光學與電學性能的保持： 在一些特殊應用中，材料的光學透明度、電學絕緣性等至關重要。我們將研究如何通過仿生自修復技術，在保持這些敏感性能的同時，實現材料的損傷修復。 抗菌與生物活性修復： 結閤生物醫學應用的需求，我們將探討如何設計具有抗菌性或能夠促進組織再生的仿生自修復材料。 本章將通過具體的實驗數據和分析，展示仿生自修復技術在恢復和提升材料性能方麵的巨大潛力，為讀者勾勒齣材料“永不衰老”的願景。 第五章：超越材料——仿生自修復的未來展望與挑戰 作為本書的結尾，我們將放眼未來，展望仿生自修復技術的發展趨勢，並探討其麵臨的挑戰： 智能化與自主化： 未來的仿生自修復材料將更加智能化，能夠自主地感知、判斷、並執行修復任務，甚至能夠根據環境變化和損傷類型，選擇最優的修復策略。 多功能集成： 將自修復功能與其他功能（如傳感、儲能、自清潔、自發電等）集成，創造齣更具實用價值的智能材料。 環境友好與可持續性： 探索使用可再生資源、開發低能耗的修復過程，以及研究材料的生物降解性，實現材料的綠色化。 規模化生産與成本控製： 如何將實驗室的研究成果轉化為大規模、低成本的工業生産，是推廣仿生自修復技術麵臨的重要挑戰。 跨學科閤作： 仿生自修復技術的發展離不開材料科學、化學、生物學、工程學、醫學等多個領域的緊密閤作。 本書緻力於為科研人員、工程師、學生以及對前沿科學技術充滿好奇的讀者，提供一個全麵、深入、且富有啓發性的視角。我們相信，從生命最基礎的形態中汲取的智慧，必將引領材料科學走嚮一個更加智能、更加可持續的未來。通過對胚胎型仿生自修復技術的探索，我們不僅僅是在製造新材料，更是在學習生命最根本的生存之道。

評分☆☆☆☆☆

我從事的是生物醫學材料的改良工作，主要關注的是植入物在人體內的長期穩定性。閱讀《胚胎型仿生自修復技術》這本書，讓我對“永續性”這個概念有瞭更深層次的理解。作者在探討材料壽命時，不再局限於傳統的“平均無故障時間”，而是引入瞭“動態平衡維持”的視角，這與生物體內環境的穩態調節機製不謀而閤。書中關於“活性組分釋放與再聚閤”的章節，為我們設計可降解與可修復並存的植入支架提供瞭全新的思路。我尤其欣賞作者對倫理和長期影響的探討，這錶明作者不僅關注技術本身的前沿性，更關注技術應用的社會責任。這本書的結構就像一個精心構建的生態係統，每一個概念都不是孤立存在的，而是與其他概念相互依存、共同作用。它不是一本簡單的技術手冊，而更像是一部指導未來工程美學的宣言書，激勵著我們去創造那些不僅強大、而且富有“生命力”的工程奇跡。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我購買這本書是抱著一絲懷疑的，畢竟市麵上打著“前沿技術”旗號的書籍，十之八九都言過其實。但讀完前三分之一後，我的疑慮完全消散瞭。這本書的作者顯然對該領域有著長期的、深厚的積纍，其對“結構完整性”的定義，已經超越瞭傳統的強度和剛度範疇，上升到瞭信息傳遞和能量耗散的層麵。我特彆欣賞其中關於“損傷識彆機製”的章節，作者沒有停留在理論推導，而是詳細闡述瞭如何在微觀尺度上構建傳感器網絡，實時監測材料的亞臨界損傷。這種注重實踐細節的寫法，對於希望將理論轉化為實際産品的研發人員來說，價值無可估量。而且，書中的引用文獻列錶異常豐富，涵蓋瞭最近十年內所有重要的裏程碑式研究，這使得這本書本身就成瞭一個絕佳的文獻檢索工具。我甚至發現瞭幾篇我此前漏掉的、非常關鍵的德語和日語研究摘要的翻譯，這極大地拓展瞭我的研究視野，為我後續的文獻調研工作節省瞭大量時間。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量，簡直是行業標杆。作為一名對書籍的物理形態有較高要求的讀者，我必須誇贊一下齣版社的用心。紙張的質地厚實而不失韌性，墨色的深淺恰到好處，長時間閱讀下來，眼睛不易疲勞。更重要的是，書中對於公式的推導部分，步驟詳盡且邏輯清晰，很少齣現那種關鍵步驟一筆帶過的情況，這對於我們這些需要親自復現實驗或模型驗證的讀者來說，簡直是福音。我記得有一次深夜，我在試圖理解一個非綫性微分方程組的邊界條件設置時卡住瞭，迴頭翻閱書中的插圖和注釋，作者用一個非常巧妙的類比，瞬間打通瞭我的思維阻塞點。這本書的敘事節奏把握得非常好，它不會讓人覺得信息量過載，而是像一位經驗豐富的導師，循循善誘，引導你逐步建立起完整的知識體係。它不僅是知識的載體，更是一種閱讀體驗的享受。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計真是彆齣心裁，那種帶著未來感的綫條和深邃的色彩搭配，一下子就抓住瞭我的眼球。我是一個對手工技藝和材料科學都頗有研究的人，所以當我在書店看到這本書時，那種強烈的直覺告訴我，裏麵一定藏著我渴望已久的知識寶庫。我翻開扉頁，裏麵的章節目錄結構清晰得令人贊嘆，從基礎的理論構建到復雜係統的實現，邏輯鏈條一氣嗬成，讓人不由自主地想要深入探索。特彆是關於“自適應結構”的那一章，作者似乎在用一種近乎詩意的語言，描繪著材料如何如同生命體一般，在受到損傷後能夠“感知”並“修復”自身，這種描述不僅僅是技術層麵的講解，更像是一場關於物質生命哲學的探討。我尤其欣賞作者在引用前沿研究成果時的嚴謹態度，每一個觀點都有堅實的理論支撐，而不是空泛的口號。閱讀這本書的過程，就像是跟隨一位技藝精湛的工匠，一步步揭示自然界中最精妙的構造原理，讓人在知識的海洋中，既感到充實，又不乏探索的樂趣。我期待著能將書中的一些理念應用到我正在進行的項目中去，相信它能帶來全新的視角和突破性的進展。

評分☆☆☆☆☆

初讀此書，最大的感受就是它極強的跨學科融閤性。我本職是做機械設計的，很多時候在解決結構疲勞問題時，常常會陷入傳統力學和材料學的思維定勢中。然而，這本書巧妙地將生物學的再生機製與工程學的優化設計結閤起來，提供瞭一套全新的解決方案框架。書中的配圖和圖錶製作得極其精良，那些復雜的內部結構示意圖，即便沒有深厚的生物學背景，也能讓人大緻理解其運作機製。我特彆注意到瞭作者對“環境反饋迴路”的論述，這部分內容極具啓發性，它打破瞭傳統工程中“設計即終點”的觀念，強調瞭係統在實際運行中持續優化和演化的重要性。這對我來說，簡直是醍醐灌頂，讓我開始重新審視我過去設計的那些“剛性”係統。這本書的語言風格相對內斂而深沉，沒有過多煽情的辭藻，而是用精準的術語和詳實的數據說話，這對於我們這類追求實證的工程師來說，無疑是最寶貴的品質。它不是一本快餐式的讀物，需要沉下心來，反復咀嚼纔能體會其精髓。