怎样以文艺范荐读江雷院士的《仿生智能纳米材料》


晓剑《本市市长无房住》:“其实,若追根溯源,他还是为了使自己更能堂堂正正地搬进市长楼,而不至于落个将前人卸磨杀驴、扫地出门的恶名。”——引子(呃,原谅本编辑的脑洞之发达······)

追根溯源,“Bionics”一词,是1960年在美国召开的一次会议上,由Jack E. Steele(斯梯尔)正式首次使用。为什么说正式呢?因为他在1958年就创造了这个词,在1960年9月在美国召开的为期三天的研讨会上正式首次使用。现在绝大多数文献上都说是在1960年于一个会议上提出,不太精确,这也是很多书本作者直接套用别人论述,没有详加验证所致(很遗憾,江雷院士这本书也是这样)。斯梯尔是美国医生和美国空军退休上校,他最著名的事迹就是创造了“Bionics”这个词。可见,生活真是充满很多偶然和机遇,也正是这样,才更显生活的丰富多彩,生机盎然。

1963年我国将“Bionics”翻译为“仿生学”。顺便说一嘴,1963年,篮球巨星迈克尔·乔丹出生;美国总统肯尼迪遇刺;毛泽东、刘少奇、周恩来等领导人为雷锋同志题词,确定每年这一天为“学雷锋纪念日”。

仿生智能纳米材料,仿生学,简言之,就是模仿生物的科学。用仿生学做出来的材料,称为仿生材料。1989年日本高木俊宜教授提出“智能材料”的概念,即具有感知、响应并具有功能发现能力的材料。纳米材料就是纳米尺度的材料,或以纳米尺度物质为基础构筑的材料。三者相结合,即为仿生智能纳米材料。

江雷院士堪称中国仿生第一人,Nature上发表过其对水黾、蜘蛛丝、猪笼草等的研究。各种学术顶尖刊物的封面上了一次又一次,奖项得了一个又一个。让我们瞻仰一下江先生的风姿。

3

4

江先生,您胖了。。。。。。玩笑归玩笑,我对江先生还是特别尊重的,要不然也不会专门研读他的著作并分享给大家对吧。

顺便说一嘴,好多人搞不太清楚为什么学校里的院士、资深教授都被称为先生呢?有困难,问小强强啊。作为有最最基本文学素养的工科男,还是很愿意为大家抛砖引玉、答疑解惑的。

篇幅所限,日后我会专门撰文讨论这个事情的。来,拉勾勾。

下面就书中主要内容作简要介绍:

仿生智能纳米孔道。天然的生物纳米孔道由膜蛋白分子或蛋白复合物组成,孔道内径几个纳米以内。很多膜蛋白孔道具有可开关的功能,在细胞中构成了系统生物学回路的关键控制节点。受此启发,科研工作者可通过物理化学等方法,在纳米尺度上调控孔道与所输送物质的各种相互作用(空间位阻、静电作用、范德华力、氢键等),来实现对所输送物质的智能调控。

6

仿生表面梯度材料。生物体从宏观到微观,再到纳米尺度的多级复合结构,使得其具有诸多独特的优异性能。科学家经过努力,已经取得了一系列卓著的成果。如荷叶的自清洁效应,玫瑰花瓣的结构色、高粘附作用,蝴蝶翅膀的方向性粘附,水黾腿的超疏水,蜘蛛丝的方向性集水,还有最近的Nature文章猪笼草的定向连续搬运液体等。

仿生结构纳米材料。目前仿生材料制备方法可简单分为两类:1,通过制备与生物结构或形态相似的材料来替代天然材料。如:光子晶体、仿生物体骨骼等。2,直接模仿生物的独特功能。如:仿贝壳高强材料、仿壁虎脚高粘附材料等。书中主要介绍了仿生高强超韧层状复合材料、仿生超强韧纤维材料和仿生空心结构材料三种。

8

仿生自修复材料。自修复高分子材料是这样一种仿生智能高分子材料,通过对外界造成的不可见裂纹自动进行主动修复,使裂纹基本愈合从而达到性能可以基本维持的目的。目前研究工作主要集中于利用复合材料技术将感知元件和修复元件以胶囊或空心纤维的形式买旨在高分子基体中制得具有一定自修复功能的高分子复合材料。

9

管中窥豹,可见一斑。以上所述,在于使大家对《仿生智能纳米材料》有一个初步的了解,在以后的读书笔记系列中,小强强会给大家详加介绍的。稍安勿躁,拭目以待。

分享到