仿生智能纳米界面材料

第1章仿生智能纳米界面材料概述

1.1智能材料的定义

1.2仿生智能纳米界面材料的设计思想

1.2.1生物启发的理念

1.2.2多尺度结构的构筑和特性

1.2.3响应性分子的设计、合成及应用.

1.2.4异质界面的设计二元协同纳米界面材料

1.2.5多重弱相互作用非平衡状态下体系的协同效应

1.3利用以上五个层面设计智能材料的典型实例

1.4仿生纳米界面材料的智能化设计

参考文献

第2章自然界中具有特殊表面性能的生物体

2.1植物叶表面的自清洁性

2.1.1粗糙结构荷叶效应

2.1.2绒毛结构弹性效应

2.2表面各向异性

2.2.1表面微米结构的排列方式对滚动各向异性的影响

2.2.2各向异陛阵列碳纳米管表面微结构诱导的浸润性变换

2.3昆虫翅膀表面的自清洁性及减反射功能

2.4在水面行走的昆虫水黾

2.4.1水黾在水面行走的原理

2.4.2模拟水黾腿部结构的超疏水表面

2.5在墙壁上行走的动物壁虎

2.5.1壁虎脚底高黏附力的产生原理

2.5.2仿生“壁虎带”的开发

2.5.3仿壁虎脚底结构的超疏水性聚苯乙烯纳米管膜

2.6沙漠集水昆虫沙漠甲虫

2.7隐身高手变色甲虫

2.8自然界中的结构颜色

2.8.1色泽鲜艳的蛋白石

2.8.2色彩斑斓的蝴蝶翅膀

2.8.3孔雀羽毛的绚丽色彩

2.8.4甲虫身上发现蛋白石类似物

参考文献

第3章固体表面的浸润性

3.1浸润性的基本理论

3.1.1表面自由能

3.1.2表面粗糙度

3.1.3亲水与疏水表面的新界限约65°

3.2具有特殊浸润性的表面

3.2.1特殊浸润性表面的结构效应

3.2.2特殊浸润性表面的尺寸效应

3.2.3利用亲水材料(65°3.2.4气相对固体表面浸润性的影响

3.3接触角的滞后现象

3.3.1前进角和后退角

3.3.2滚动角

3.3.3接触角滞后的影响因素

3.3.4三相接触线

3.3.5水滴的动态行为实例

3.3.6接触角滞后的理论研究

3.3.7滚动各向异性

参考文献

第4章仿生超疏水性表面

4.1超疏水性表面的制备方法

4.1.1异相成核法

4.1.2等离子体处理法

4.1.3刻蚀法

4.1.4溶胶-凝胶法

4.1.5气相沉积法

4.1.6电化学法

4.1.7交替沉积法

4.1.8模板法

4.1.9白组装法

4.1.10溶剂-非溶剂法

4.1.11直接成膜法

4.1.12其他方法

4.2多功能超疏水性表面

4.2.1稳定的超疏水表面

4.2.2具有特殊光学性能的超疏水表面

4.2.3具有其他性能的超疏水表面

参考文献

第5章特殊浸润性的智能纳米界面材料

5.1超双疏表面

5.2超疏水／超亲油性表面

5.3超亲水／超疏水智能响应性表面

5.3.1可控浸润性表面

5.3.2热响应性表面

5.3.3光响应性表面

5.3.4电场作用下浸润性的变化

5.3.5磁响应性表面

5.3.6应力作用的表面浸润性变化

5.3.7pH响应性表面

5.3.8溶剂响应性聚合物表面

5.3.9电化学作用下表面浸润性的变化

5.3.10双／多响应性聚合物薄膜

参考文献

第6章结论与展望

参考文献

　　本书汇聚了作者多年来在该研究工作中获得的第一手资料，图文并茂，深入浅出，将知识性、科学性、通俗性、可读性统一，生动有趣地阐述了模拟自然和受生物启发，仿生制备结构、性能优异的智能纳米界面材料的全过程。本书不仅对于从事本领域的研究人员具有重要的参考价值，而且还适用于对自然科学有兴趣的中学生、大学生等。它集科普和科研于一身，是引导年轻人走进科学的一本好书。　　本书为国内外仿生智能纳米界面材料的第一本专著。作者基于自己的主要研究成果，结合国内外有关仿生智能纳米界面材料的研究工作进展以及相关理论，系统阐述了智能材料的定义、设计思想、研究意义及仿生纳米界面材料的智能化设计等介绍了几种自然界中具有特殊表面性能的生物体，并重点讨论具有特殊浸润性的仿生智能纳米界面材料。