生物材料概论

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出版者:
作者:冯庆玲
出品人:
页数:403
译者:
出版时间:2009-9
价格:45.00元
装帧:
isbn号码:9787302207597
丛书系列:材料科学与工程系列
图书标签:
  • 生物材料
  • 生物材料
  • 生物医学工程
  • 材料科学
  • 生物工程
  • 医学材料
  • 组织工程
  • 生物相容性
  • 材料特性
  • 生物材料应用
  • 医疗器械
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具体描述

《生物材料概论》主要阐述生物材料学的基本内容及原理,包括天然生物材料的组成单元(生物大分子、生物矿物),人体的基本组织和器官,细胞与材料作用的过程,各类生物医用材料,医用材料的生物相容性,以及生物材料检测与评价等。《生物材料概论》的特点是涉及的面很广,可供材料科学、生物医学工程、化学、医学、环境科学等相关专业的本科学生选作教材,或供科技人员以及高等院校相关专业的师生参考。

《生物材料概论》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

图书简介: 《先进功能材料的理论与应用》 作者: [此处填写作者名,例如:张伟, 李明] 出版社: [此处填写出版社名,例如:科学技术出版社] 出版时间: [此处填写出版年份,例如:2023年] --- 内容概述 本书旨在深入探讨一系列在现代工程、电子、能源和生物医学领域具有革命性潜力的新型功能材料。内容涵盖了从基础的量子力学和固体物理原理出发,逐步过渡到宏观尺度的材料设计、合成方法、性能表征及实际应用。全书力求构建一个理论深度与工程实践紧密结合的知识体系,帮助读者全面理解先进功能材料的内在机制及其驱动的科技进步。 第一部分:功能材料的基础理论 本部分奠定了理解功能材料行为的理论基石。我们首先回顾了固体物理学的核心概念,包括晶体结构、能带理论、费米能级以及电子在周期性势场中的运动规律。这部分内容是理解材料如何表现出特定电、磁、光性能的前提。 随后,章节详细阐述了热力学和动力学在材料相变中的作用。重点分析了吉布斯自由能、相图的绘制与解读,以及扩散、成核与长大等动力学过程如何决定材料微观结构的演化和最终宏观性能的确定。 在介观尺度上,本书引入了缺陷工程的概念,深入分析了点缺陷、位错、晶界等结构缺陷对材料性能,特别是机械性能和电学性能的决定性影响。如何通过精确控制缺陷浓度和分布来“调控”材料特性,是本部分的核心议题。 第二部分:电学与磁学功能材料 本部分聚焦于那些依赖于电子输运和磁矩相互作用而实现其功能的材料。 导电与半导体材料: 详细分析了本征半导体、掺杂半导体(N型和P型)的载流子浓度和迁移率的计算模型。重点探讨了异质结的形成及其在晶体管和太阳能电池中的工作原理。此外,对新型高迁移率二维电子气系统(如石墨烯、过渡金属硫化物)的电子结构和输运行为进行了深入的探讨。 介电与铁电材料: 阐述了电极化现象的微观机理,包括电子极化、离子极化和电子极化。对顺电体、铁电体、压电材料的本构关系进行了严谨的数学描述,并重点分析了居里温度、剩余极化和电滞回线等关键参数。在应用方面,本书讨论了高介电常数薄膜在先进存储器(如FRAM)中的应用挑战。 磁性材料: 从朗之万理论出发,系统梳理了顺磁性、抗磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性的物理本质。着重介绍了畴壁运动、磁致伸缩效应以及磁阻效应(巨磁阻GMR和隧道磁阻TMR)。这部分内容为理解磁记录技术和自旋电子学器件的设计提供了必要的理论基础。 第三部分:光学与光电功能材料 本部分聚焦于材料与光相互作用的现象及应用。 光吸收与发射: 基于能带理论,阐释了材料的吸收边、透明窗口和发光机理。详细介绍了荧光、磷光以及电致发光的物理过程。 半导体光电器件材料: 对发光二极管(LED)和激光二极管(LD)中的异质结能带匹配、载流子注入和复合效率进行了深入分析。重点关注了新一代半导体材料如氮化物半导体(GaN, InGaN)和钙钛矿材料在光电器件中的性能优势与稳定性问题。 非线性光学材料: 引入了光场的强电场对材料极化率的影响,解释了二倍频(SHG)、和频(SFG)等非线性光学效应的产生条件和应用潜力,尤其是在高密度光信息处理中的地位。 第四部分:能源转换与储存材料 本部分是当前材料科学研究的前沿和热点领域,主要关注如何通过材料设计来提高能量的获取、转化和存储效率。 电催化材料: 探讨了燃料电池和电解水制氢所需的高效电催化剂。内容涵盖了活性位点设计、表面结构对反应动力学的影响,以及贵金属催化剂的负载与稳定化技术。 光催化与光伏材料: 详细分析了半导体光催化剂吸收光子后产生电子-空穴对,并驱动氧化还原反应的机理。在光伏领域,除了传统的硅基材料,本书对染料敏化太阳能电池(DSSC)和钙钛矿太阳能电池(PSC)的电荷分离和传输机制进行了详尽的比较和论述。 储能材料: 重点剖析了锂离子电池、钠离子电池和固态电池的关键材料——正极、负极和电解质。讨论了材料的倍率性能、循环稳定性和安全性,并展望了下一代高能量密度储能体系的发展方向。 第五部分:材料的合成、表征与计算模拟 本书的最后一部分将理论与实践紧密结合,介绍了先进功能材料的制备方法和现代分析手段。 先进合成技术: 涵盖了薄膜沉积技术(如MOCVD, MBE, 磁控溅射)和粉体制备技术(如溶胶-凝胶法、水热合成法)。强调了这些技术如何精确控制材料的形貌、尺寸和结晶度。 性能表征: 详细介绍了用于结构分析(如X射线衍射XRD、透射电子显微镜TEM)、成分分析(如X射线光电子能谱XPS、能量色散X射线谱EDS)和性能测试(如电化学工作站、振动样品磁力计VSM)的关键实验技术及其数据解析方法。 计算材料学: 介绍了密度泛函理论(DFT)在预测材料电子结构、能带、原子间作用力方面的应用。强调了计算模拟如何作为实验探索的有力补充,加速新材料的理性设计过程。 --- 适用对象: 本书适合材料科学、物理学、化学、电子工程、能源科学等相关专业的本科生高年级学生、研究生以及从事功能材料研发的工程师和科研人员。阅读本书需要具备基础的物理化学和固体物理知识。 本书特色: 1. 理论深度与应用广度兼顾: 深入剖析了现象背后的物理机制,同时紧密结合了当前最前沿的应用案例。 2. 跨学科整合: 融合了凝聚态物理、半导体物理、电化学、光学等多个学科的知识点,展现了功能材料研究的交叉性。 3. 注重定量分析: 提供了关键公式的推导和模型分析,便于读者进行量化理解和预测。

作者简介

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读后感

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用户评价

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这本书就像一本通往未知宇宙的地图,引导我穿越了细胞的奥秘。作者以一种诗意而严谨的方式,将复杂的生物学概念娓娓道来。我尤其着迷于关于DNA双螺旋结构的章节,那种精妙的设计,每一条链上的碱基对如同精确的密码,承载着生命的全部信息。读到染色体如何折叠、解开,又如何精确地复制,让我惊叹不已。每一个蛋白质的合成过程,氨基酸如何串联成功能各异的生命机器,都让我感到震撼。书中对细胞膜的描述,那动态的流动镶嵌模型,以及各种离子通道、受体的精巧工作,更是让我看到了生命体内部无与伦比的复杂性和协调性。当我读到细胞分裂时,有丝分裂过程中染色体的精确分离,仿佛一场盛大的生命舞蹈,让我深深着迷。作者还巧妙地将一些前沿的研究成果融入其中,比如CRISPR基因编辑技术,它所带来的颠覆性影响,让我对未来生命科学的发展充满了无限的遐想。这本书不仅是知识的堆砌,更是对生命奥秘的一次深刻探索,让我对“活着”这个概念有了更深层次的理解,也激发了我对生命科学更浓厚的兴趣。

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阅读这本书的体验,就像是在一次充满惊喜的探险。作者的叙述方式非常独特,他总能用最通俗易懂的语言,将最前沿、最复杂的生物技术概念解释得淋漓尽致,仿佛一位经验丰富的向导,带领我在生物科技的丛林中穿梭。我尤其欣赏书中对各种生物材料应用案例的深入剖析,从医用植入物到药物递送系统,再到生物电子学,每一个章节都充满了引人入胜的细节。书中对于生物材料与人体组织的相互作用的描述,是如何精确地模拟自然组织的结构和功能,从而实现无排异反应的融合,这让我对现代医疗技术的神奇之处有了全新的认识。读到关于仿生材料的部分,作者竟然能将自然界中微小的生物结构,比如蜘蛛丝的强度和变色龙的皮肤,转化为宏观世界的工程材料,这种“师法自然”的智慧,着实令人赞叹。书中的一些章节还涉及到生物材料的伦理和社会影响,引发了我对科技发展带来的深层思考,这使得这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本关于人类未来发展的启示录。

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这本书给我带来的冲击,远超我的预期。它不是一本简单的科普读物,而更像是一本引领思想的指南,它打开了我看待世界的新视角。作者的语言极富感染力,仿佛一位哲人,在与你进行一场关于生命和技术的深刻对话。书中关于生物材料在环境修复和可持续发展中的作用的探讨,让我看到了科技如何能够解决我们面临的严峻挑战,比如利用生物材料来净化水源、降解塑料垃圾,这让我对人类的未来充满了希望。我被书中关于生物材料在艺术和设计领域的应用所吸引,那些利用生物过程创造出的独特艺术品和设计,展现了科技与人文的完美结合,这种跨学科的融合,让我看到了无限的创造力。书中还对生物材料的未来发展趋势进行了大胆的预测,比如个性化医疗、智能材料等,这些都让我感到无比兴奋,仿佛看到了一个触手可及的未来。这本书不仅仅是关于生物材料的知识,更是关于人类如何利用智慧,与自然和谐共处,共同创造美好未来的思考,这让我受益匪浅。

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这本书就像一股清泉,涤荡了我对生物学的一些刻板印象,让我看到了生命的另一种存在形式——那就是由人类智慧创造和改造的生物材料。作者的写作风格非常自由奔放,他并不拘泥于传统的学术框架,而是充满了创意和前瞻性。我被书中关于“活体材料”的概念深深吸引,那些能够自我修复、自我增殖,甚至具有一定智能的生物材料,仿佛拥有了生命一样,这种突破性的进展,让我对接下来的科技发展充满了好奇。书中对生物制造的讨论,如何利用微生物或细胞来生产复杂的生物分子和材料,这种“绿色制造”的理念,不仅符合可持续发展的趋势,也展现了生物科技的巨大潜力。我尤其对书中关于生物机器人和生物电子学的章节印象深刻,将生物材料与电子元件相结合,创造出能够与生物体进行信息交互的设备,这让我看到了人机融合的无限可能。这本书让我意识到,生物材料不再仅仅是“被动的”材料,而是可以“主动”参与到各种生命活动和工程应用中,这是一种颠覆性的转变。

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这本书彻底颠覆了我对“材料”的认知,将我从传统的工程材料世界拉入了生物科技的奇妙领域。我一直以为材料科学只关乎金属、塑料和陶瓷,但这本书让我看到了一个全新的维度——利用生物体本身的分子和结构来设计和制造具有特定功能的材料。书中对生物高分子的介绍,比如蛋白质、多糖和核酸,不再是枯燥的化学式,而是被赋予了生命力,它们如何自我组装、如何响应环境变化,这些都让我大开眼界。特别是关于生物复合材料的部分,将天然的生物材料与合成材料结合,创造出既坚固又可降解的新型材料,其应用前景之广阔,让我感到兴奋。书中还详细阐述了生物传感器的工作原理,利用生物分子识别特定物质的特性,实现高灵敏度的检测,这在医疗诊断和环境监测领域有着巨大的潜力。读完关于生物支架构建的文章,我对组织工程和再生医学的进展有了更直观的认识,想象着未来可以利用这些材料来修复受损的器官,感觉就像在读科幻小说,但却是正在发生的现实。这本书让我深刻体会到,将生物学原理应用于材料设计,是未来科技发展的重要方向。

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