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目录 1

第1章 绪论 1

1.1　仿生学 3

1.2　仿生材料 5

1.2.1 定义和研究范围 6

1.2.2　仿生材料发展的依据和现状 7

1.2.3 在现有生物材料的基础上通过仿生制备进行改进 8

1.2.4　新的仿生材料的设计和制备 10

1.2.5　新型基因技术的引入 11

第2章　成分和结构仿生 13

2.1　骨成分仿生和仿生膜层制备 15

2.1.1　骨的成分 16

2.1.2　用于成分仿生的羟基磷灰石 17

2.1.3　骨修复和替代材料 20

2.1.4　仿生膜层制备 22

2.2　天然生物材料表面形态仿生 25

2.3　天然生物材料的结构和结构仿生 26

2.3.1 天然生物材料的结构特点和仿生概念 26

2.3.2 贝壳微观结构及结构仿生 29

2.3.3 骨的微结构及结构仿生 43

2.3.4　牙珐琅质的微结构、生长过程、性能 53

及仿生制备 53

2.3.5 毛发的分级结构和蛋白质工程 77

2.3.6　蛛丝结构及其仿生材料 92

2.3.7 竹子的结构及其仿生材料 94

2.3.8 骨骼的哑铃状结构及其仿生材料 96

2.3.9　植物根部网状结构和仿生材料 97

2.3.10　木材的年轮结构及其对仿生高分子材料的启示 99

2.3.11 其他仿生结构 100

2.4　复合材料仿生说 101

2.4.1 复合材料发展中存在的问题和仿生的提出 101

2.4.2　复合材料的仿生设计 102

2.4.3　仿生复合材料制备新方法 105

2.5　仿生聚合物 111

2.5.1　模板聚合物 112

2.5.2　仿生受体聚合物 121

2.5.3　仿生聚合物的应用实例 122

第3章 过程和加工制备仿生 125

3.1　生物体中有机物的形成过程及过程仿生 127

3.2　生物体中无机物的形成过程及过程仿生 129

3.2.1　生物矿化 129

3.2.2　纳米微粒的仿生合成 133

3.2.3 薄膜和涂层的仿生合成 133

3.2.4　复杂结构无机材料的仿生合成 136

3.3　纳米生物材料自组装 138

3.3.1 分子自组装合成技术介绍 138

3.3.2　纳米生物材料自组装实例 141

3.4 DNA的自组装对制备信息材料的启示 151

3.5　仿生制造 154

第4章 功能仿生和性能仿生 157

4.1　生物的功能、现象和特性实例 159

4.2　仿生智能材料 161

4.2.1 智能材料的设计原理 162

4.2.2　智能材料种类和应用 163

4.3　生物传感器 172

4.3.1 电化学生物传感器 173

4.3.2　仿生传感器 175

4.3.3　纳米传感器 176

4.3.4　生物传感器的市场化进程 177

4.4　视网膜仿生传感器举例 179

4.4.1 视网膜结构与功能 179

4.4.2　视网膜仿生传感器 181

第5章　展望 185

5.1　材料仿生研究的新途径探索 187

5.2　仿生材料发展展望 188

主要参考文献 194