仿生复习资料.docVIP

仿生学：是研究生物系统的结构、特质、功能、能量转换、信息控制等许多方面表现出的各种优异的特性，并把它们应用到技术系统，改善已有的技术工程设备，并创造出新的工艺过程、建筑构型、自动化装置等技术系统的综合性科学。 仿生学的任务：研究生物系统的优异能力及产生原理，将其模式化。再运用于新技术设备的设计与制造，或者使人造技术系统具有类似生物系统的特征。 仿生学研究内容主要包括:电子仿生， 控制仿生，机械仿生，化学仿生，医学仿生 仿生技术：通过对各种生物系统所具有的功能原理和作用机理作为生物模型进行研究， 最后实现新的技术设计并制造出更好的新型仪器、机械等。 仿生学例子: 信息仿生：青蛙与电子蛙眼，水母与电子耳，电子鸽眼、电子鼻、电子耳 控制仿生：蛇的红外探测，蝙蝠与超声波，蛾的反雷达技术，动物的天然导航 根据空气动力学原理仿照鸭子头形状而设计的高速列车；模仿某些鱼类所喜欢的声音来诱捕鱼的电子诱鱼器；萤火虫和海蝇地发光原理研制出化学荧光灯;从苍蝇身上，仿制成小型气体分析仪；电鱼与伏特电池；根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究，仿制了步行机；现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子;屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲；船桨模仿的是鸭的蹼；贝壳的蛋白质生成的胶体非常牢固可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上；船和潜水艇来自人们对鱼类和海豚沉浮的模仿；响尾蛇和空对空响尾蛇导弹；根据野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具。 仿生设计的特点：艺术性和科学性，商业性，无限可逆性，学科知识的综合性，学科的交叉性 仿生超疏水表面 超疏水材料的应用：室外天线上，可以防积雪；远洋轮船，可以达到防污、防腐的效果； 石油管道的输送；用于微量注射器针尖，可以完全消除昂贵的药品在针尖上的黏附及由此带来的对针尖的污染；防水和防污处理； 超疏水表面概念：水滴在该固体表面上的接触角达到150°以上，滚动角在10°以下的表面。特殊性能：1.自清洁效应2.减阻效应3.防污防腐 超疏水原因分析：固体表面的润湿性能由化学组成和微观结构共同决定： 化学组成结构是内因：低表面自由能物质如含硅、含氟可以得到疏水的效果。现代研究表明，光滑固体表面接触角最大为1200左右。 表面几何结构有重要影响：具有微细粗糙结构的表面可以有效的提高疏（亲）水表面的疏（亲）水性能 荷叶不吸水原因：蜡质结晶本身的化学结构具有疏水性，所以当水与这类表面接触时，会因表面张力而形成水珠，再加上叶表的细微结构之助，使水与叶面的接触面积更小而接触角变大，因此，加强了疏水性，同时也降低了污染颗粒对叶面的附着力。 超疏水表面的制备：表面微结构的构筑是超疏水表面制备的关键 在粗糙表面修饰低表面能物质——模板法；将疏水材料构筑粗糙表面——粒子填充法 仿生和纺织品 功/智能纺织品：是指根据纺织品所应用的环境条件如温度、光、湿、磁、电等的刺激，能做出响应的纺织品。它们通过应变、变色、振动、导电、计算操作或贮藏能量等技术参数的变化对外界刺激做出响应。应用领域：包括军用和民用尤其军事领域，应用潜力更大。 电子纺织品的特点：能检查、储存、控制信息；使用微型芯片标签，可以存储信息，通过天线进行无线数据交换；使用象纺织品那样柔软的聚合物元件。 相变材料：在一定狭窄明确的温度范围（即相变温度范围内）可以改变物理状态的材料。 应用方式：利用微胶囊技术将相变材料包裹成直径为几个微米的微胶囊（为防止液态材料的泄漏）几种热效应：冷却效应；加热效应；控温效应；隔热效应 纺织品智能化途径：合成智能高聚物或对高聚物进行改性；智能加工整理；将特种纤维编入织物；将织物与特种膜材复合；织物组织结构设计；织物与电子元件等相结合。 变色原理：变色类型涉及到受光、热、液体、压力、电子射线等的作用而产生显色、消色或变色； 仿生识别材料-分子印迹聚合物 分子识别和专一性结合：是整个生物学普遍存在和特有的现象，广泛存在于不同的生物大分子之间 ，例如抗原与抗体之间，蛋白质类激素、药物与受体之间，蛋白酶与蛋白质底物之间。 抗体抗原结合：抗原是入侵者，被机体识别后，机体会产生反应来消灭不属于机体本身的物质（抗原），产生反应形成的物质就是抗体，抗体就是来对抗抗原的物质。 决定抗体抗原特异性结合的关键—抗原决定簇 分子印迹技术 ：指是指制备对某一特定分子 印迹分子又称模板分子 具有特异选择性的聚合物的过程。优点：预定性，识别性，实用性，稳定性高，使用寿命长且制备过程较简单。缺点：结合位点多样性，必须要有纯的分子做模板。分子印迹聚合物的制备方法原位聚合，沉淀聚合，悬浮聚合，种子溶胀聚合，表面模板聚合 。应用：亲和分离，抗体结合模拟，酶模拟，生物模拟传感器，痕量物质的富集检测-固相萃取，平衡转移的控制，药物控制缓释，组合化学库的筛选，催化，DNA的检测，反蛋白石结构的制备。 问题