从古至今,自然界奇妙的生物和现象——出淤泥而不染的荷花、翩翩起舞的蝴蝶、娇艳欲滴的红玫瑰、涉水而行的水黾等,都受到文学家、科学家、医学家等各个领域的学者的广泛关注。人们在为大自然的鬼斧神工而赞叹的同时,也一直在思考和研究这些现象背后蕴藏着怎样的科学道理。 为了解释自然界中的有趣现象并利用其原理,一个新兴的领域——仿生超浸润领域应运而生。
该领域自 21 世纪以来在全世界范围内迅速发展,涉及化学、物理、生物、材料、医学等多个学科,属于新型交叉科学领域。据统计,全球每年在国内外高水平期刊上有上千篇相关研究发表,相关微纳米超浸润科技被迅速推广及工业化,已有诸多成功应用案例,一些应用还涉及日常生活,如自清洁玻璃、防水防污衣物、超疏水防冰涂层、可穿戴设备等。
《仿生超浸润界面》一书从艰深晦涩的专业理论入手,穿插通俗奇妙的自然现象,深入浅出地介绍其科学背景与新兴前沿的材料应用研究,展示了仿生超浸润领域的发展历史与研究进展。
系统阐述了相关基础界面浸润理论、界面黏附理论与相关液滴行为理论知识,详细介绍了在空气或水下环境中表现出特殊浸润性及黏附状态的自然界面、人造仿生智能界面。
书中还展开介绍了超浸润微纳米界面的仿生制备方法、在各学科领域的应用研究及实际应用成果,特别介绍了近年来发展迅速的刺激响应超浸润智能界面、超浸润界面在能源等新兴领域的最新研究进展,总结了该领域当前的成果、挑战及未来可能的发展方向。
师法自然,借鉴生物界面在微纳米尺度上具有的独特操控物质、能量能力的自然现象,揭示生命体系界面超浸润的机理和奥秘,能够为超浸润界面材料的研发提供科学依据,开拓一系列材料制备新方法和技术,构筑众多仿生超浸润体系,往往可解决一些结构材料、功能材料在实际使用时面临的问题。另外,通过模仿生物界面,在材料表面构筑微纳米超浸润结构,可规避传统材料的缺陷和/或实现材料的多功能化,相关技术具有广阔的发展前景,可对资源、能源、环境、健康等产生积极而深远的影响。
仿生超浸润领域在过去的重要性、现在的影响力和未来的可期、可用、可为,充分说明该领域具有无限潜力和生机活力。只有观大势、明大势,才能应势而动、顺势而为,为此,国家先进功能纤维创新中心将以李昶、李明、中心赵润博士编著的《仿生超浸润界面》为核心,聚焦与行业密切相关章节,从仿生超浸润界面领域背景及发展、自然界超浸润界面、超浸润界面的仿生制备技术、仿生超浸润材料及其应用、可切换浸润或黏附的智能响应界面、超浸润相关领域新发展出发,在公众号上展开为期6期的仿生超浸润界面专题科普,期望希望为读者带来一些科学、文化、前瞻的启发。
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未完待续
文字 :赵润等编著者
编辑制作 :倪辰
审核 :王玉萍
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