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第1章 智能材料概况1

1．1引言1

1．2功能材料的智能化2

1．3结构材料智能化4

1．4生物材料智能化5

1．4．1微球功能的智能化5

1．4．2智能生物材料与组织工程5

基本参考文献7

第2章 智能材料仿生构思8

2．1引言8

2．2生物信息8

2．2．1诊断用生物传感器和杂化材料9

2．2．2 DNA基纳米材料9

2．2．3由DNA构筑新材料10

2．3传感元件10

2．4执行元件11

2．4．1胶原11

2．4．2弹性蛋白11

2．4．3蚯蚓皮肤几何结构12

2．4．4实验室中生长的角膜12

2．4．5光驱动元件12

2．4．6快速响应纳米碳管传感器13

2．4．7特异蛋白质13

2．4．8高速定位13

2．4．9化学组装电子纳米计算机14

2．4．10 STM探针端部制备分子纳米电子装置15

2．4．11灵巧催化剂和底物15

2．4．12分子构象记忆元件16

2．4．13高分子复合材料的自愈合17

基本参考文献17

第3章 智能金属材料及形状记忆材料19

3．1引言19

3．2自预警和自修复20

3．2．1材料损伤机制与自预警和自修复功能20

3．2．2自修复功能20

3．3形状记忆合金22

3．4形状记忆高分子材料24

3．4．1形状记忆的原理25

3．4．2形状记忆高分子材料的特点26

3．4．3 SMP的制备方法及特性26

3．4．4发展前景32

基本参考文献33

第4章 智能无机非金属材料34

4．1自诊断效应及自愈合陶瓷材料34

4．1．1高温下陶瓷涂层的自动成膜机制35

4．1．2高温陶瓷的高温氧化自适应性35

4．1．3氧化锆自增韧陶瓷36

4．1．4自愈合混凝土37

4．2压电材料及其应用38

4．2．1智能蒙皮39

4．2．2仿生陶瓷40

4．3灵巧窗户41

基本参考文献43

第5章 智能高分子材料44

5．1概述44

5．2高分子凝胶及体积相转变45

5．3响应不同刺激信号的高分子材料47

5．3．1温敏性凝胶47

5．3．2光敏性凝胶47

5．3．3磁场响应凝胶48

5．3．4电场响应凝胶48

5．3．5 pH响应凝胶49

5．3．6化学物质响应凝胶50

5．3．7温度/pH响应性凝胶53

5．4智能高分子材料的潜在应用领域53

5．4．1细胞培养基质53

5．4．2人工肌肉53

5．4．3环境工程应用54

5．4．4酶的活性控制55

5．4．5药物释放载体56

5．4．6生物高分子凝胶在组织工程中的应用59

5．4．7可视化光学传感材料62

5．4．8表面图案技术64

5．4．9吸附分离致癌物质64

基本参考文献65

第6章 智能药物释放体系66

6．1引言66

6．1．1药物释放体系的载体材料67

6．1．2控制释放机理70

6．1．3药物控制释放体系在临床中的应用71

6．2智能药物释放体系72

6．2．1概念的提出及含义72

6．2．2化学刺激响应体系72

6．2．3物理刺激响应体系74

6．3生物信号响应体系78

6．3．1靶向药物释放体系78

6．3．2结合药物释放体系80

6．4纳米药物释放体系80

6．4．1 NPs的制备方法81

6．4．2药物的包覆81

6．4．3药物释放82

6．4．4 NPs的表面特性83

6．4．5用NPs释放蛋白质和多肽89

6．5未来的药物释放体系90

6．5．1研究和开发新的高性能载体材料90

6．5．2加强剂型设计和制备技术的研究91

6．5．3智能化药物释放体系的研究91

基本参考文献92

第7章 智能聚合物微球94

7．1引言94

7．2微球设计与智能化94

7．3微囊微球智能化97

7．3．1微囊化与微囊微球97

7．3．2复合凝聚法99

7．3．3聚合物相分离法100

7．3．4液中硬化微囊化100

7．3．5流化床涂覆与脱溶剂化101

7．3．6微囊化化学方法102

7．3．7其他微囊化制备方法103

7．3．8微囊微球的智能化104

7．4刺激响应性乳液与粉体108

7．5电磁流变液111

7．5．1电流变液111

7．5．2磁流变液113

7．5．3电流变液与磁流变液的比较114

7．6生物医用功能高分子微球115

7．6．1生物功能高分子微球115

7．6．2医用功能高分子微球118

7．7分子识别和分子印迹聚合物微球122

7．7．1分子印迹和识别原理122

7．7．2分子印迹聚合物与模板分子的结合作用123

7．7．3分子印迹聚合物微球的制备及其应用124

基本参考文献128

第8章 智能膜材129

8．1引言129

8．2控制通透膜材130

8．2．1有机高分子膜130

8．2．2无机膜材135

8．3传感膜材136

8．3．1化学传感器137

8．3．2生物传感器138

8．4发展中的膜材140

8．4．1 LB膜140

8．4．2分子自组装膜143

8．4．3具有可调纳米孔道的高分子薄膜144

基本参考文献145

第9章 智能纤维146

9．1引言146

9．1．1智能纤维146

9．1．2智能纤维的地位146

9．2纤维传感器147

9．2．1光学纤维传感器147

9．2．2导电纤维传感器150

9．3纤维执行器153

9．3．1电驱动纤维执行器154

9．3．2湿驱动执行器155

9．3．3化学驱动纤维执行器155

9．4形状记忆纤维和防水透湿织物157

9．4．1形状记忆纤维157

9．4．2防水透湿织物159

9．5变色纤维164

9．5．1光敏变色纤维164

9．5．2热敏变色纤维165

9．6调温纤维166

9．6．1蓄热调温纤维166

9．6．2调温、调湿纤维167

9．6．3自动控温加热线168

9．7压电纤维170

9．8智能抗菌纤维172

9．9智能纤维的未来173

基本参考文献173

第10章 仿生组织工程材料176

10．1组织工程176

10．2组织与细胞178

10．3人工细胞外基质仿生化179

10．3．1设计和合成新材料179

10．3．2生物材料的改性180

10．4生物降解材料的表面工程182

10．5组织工程与生物力学185

基本参考文献188

第11章 智能材料与系统发展前景展望189

11．1智能生物医用材料189

11．1．1蛋白质分子识别能力控制和操作189

11．1．2杂化水凝胶组装蛋白质药物释放的载体189

11．1．3靶向释放新途径190

11．1．4控制释放芯片190

11．2智能系统191

11．2．1超快颜色显示191

11．2．2激光诱发凝胶体积变化192

11．2．3自律流动控制的水凝胶195

11．2．4快速电驱动执行元件196

11．3仿生机器人197

11．4高技术探索199

11．4．1灵巧化学传感器199

11．4．2生理介质中的微执行元件199

11．4．3围绕离子打结的低聚物200

11．5世纪的智能材料与系统201

11．5．1人工角膜201

11．5．2仿生骨修复202

基本参考文献204