生物矿化的基质调控及其仿生应用

生物矿化的基质调控及其仿生应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:化学工业出版社
作者:欧阳健明
出品人:
页数:224
译者:
出版时间:2006-3
价格:48.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787502582036
丛书系列:
图书标签:
  • 科研
  • 材料学
  • 大陆
  • 生物矿化
  • 基质调控
  • 仿生材料
  • 纳米结构
  • 生命科学
  • 材料科学
  • 矿化机制
  • 应用技术
  • 表面工程
  • 环境修复
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具体描述

本书从生物矿物的形貌和结构特征入手,讨论了生物矿化领域晶格匹配、分子模型、静电作用、氢键、异相成核理论、空间定位与约束等基本原理,特别对目前生物矿化界世界公认的“有机基质调制矿化”进行了讨论;论述了生物体内病理矿化(如泌尿系结石、胆结石和动脉硬化等)的过程及其抑制;重点阐述了在不同模拟体系中生物矿化研究的最新成果,这些模拟体系包括DNA模板、多糖模板、蛋白质模板,细菌模板,单分子膜、LB膜、囊泡、胶束、反胶束、微乳及自组装膜等有序分子膜体系和凝胶体系;介绍了基于生物矿化原理的仿生材料(即有机/无机复合材料)的制备方法。

  该书的特点是深入浅出、循序渐进,科普与专业相结合,以生动的实例描述生物矿化领域和仿生材料的基本问题,可以作为化学、材料、生物、医学、地质、矿产等专业的研究生和大学本科高年级学生的教学用书,也可作为从事该领域研究者的参考书。

《材料科学前沿:生物基质的精妙构筑与仿生设计》 本书聚焦于现代材料科学领域一个极具潜力的分支——生物基质的精妙构筑及其在仿生学领域的创新应用。我们将深入剖析生物体如何以其独特的智慧,通过对基质(matrix)的精确调控,在分子、原子层面自发地生成出具有卓越性能的复合材料。 核心内容概述: 1. 生物基质的构成原理与精细结构: 无机矿物相的起源与成核: 探讨生物体内无机矿物(如钙、磷、硅等)是如何从溶液中析出、定向生长并有序聚集的。我们将详细介绍生物矿化过程中的成核位点、晶体取向控制、以及杂质离子的影响。例如,在骨骼和牙齿的形成过程中,羟基磷灰石是如何在胶原纤维的引导下,形成层状、纤维状等特定微观结构的。 有机模板与分子识别: 重点阐述生物大分子(如蛋白质、多糖、脂质等)在生物矿化过程中扮演的关键角色。它们不仅作为支架或模板,引导无机物的沉积方向和形态,更通过其特定的三维构象和化学基团,实现对矿物种类的选择性结合和排列。我们会深入分析这些有机分子如何通过范德华力、静电作用、氢键等非共价相互作用,精确“设计”出无机相的尺寸、形貌和界面。 多相界面的协同调控: 剖析有机相和无机相之间复杂界面的结构特征及其对宏观性能的影响。生物基质并非简单的物理混合,而是有机物与无机物之间通过强相互作用形成的紧密耦合体系。研究将涵盖界面处的电荷分布、化学键合、应力传递机制,以及这些界面如何赋予材料优异的韧性、强度和抗疲劳性。 2. 生物基质调控的动力学与热力学机制: 反应动力学控制: 详细研究生物矿化过程中,从单体聚合、矿物晶体生长到组装成宏观结构的速率控制因素。我们将探讨pH、离子浓度、温度、电场等环境参数如何影响反应速率和产物形态。 热力学稳定性与动力学陷阱: 分析不同矿物相在特定生物微环境下的热力学稳定性,以及生物体如何利用“动力学陷阱”(kinetically trapped states)生成亚稳态或非平衡态结构,从而获得特殊的性能。 生物催化与酶促反应: 探讨生物体内特定酶类(如碳酸酐酶、磷酸酶等)在加速矿化反应、调控晶体生长以及实现复杂结构形成中的催化作用。 3. 仿生设计与应用策略: 仿生材料的设计原则: 基于对生物基质构筑原理的理解,提出面向特定功能的仿生材料设计策略。这包括模拟生物模板、构建有机-无机杂化结构、以及利用生物分子进行定向组装等。 仿生应用领域: 生物医学领域: 重点介绍仿生骨骼、牙齿修复材料、药物缓释载体、生物传感器、以及组织工程支架等。我们将讨论如何通过模仿骨骼的层状结构、细胞的微环境,来提高材料的生物相容性、促进组织再生。 能源与环境领域: 探索仿生材料在催化、吸附、分离、储能等方面的应用。例如,模仿贝壳的纳米结构设计高效催化剂,或借鉴珊瑚骨骼的孔隙结构开发高性能吸附材料。 先进功能材料: 涵盖仿生光学材料、自修复材料、高性能复合材料等,展示生物基质设计理念如何突破传统材料的性能瓶颈。 仿生合成方法: 介绍多种实现仿生材料构筑的合成技术,包括溶胶-凝胶法、水热/溶剂热法、模板法、模板无关法、以及生物模板辅助合成等,并探讨其在精确控制结构和性能方面的优势。 本书的特色: 深度与广度结合: 既深入探讨了生物矿化的基础科学原理,又广泛涵盖了其在不同领域的应用前景,为读者构建了一个全面的知识体系。 强调多尺度视角: 从分子、原子级别到宏观结构,贯穿材料科学研究的各个尺度,揭示不同尺度结构之间的关联。 突出创新性与前瞻性: 关注材料科学领域最前沿的研究动态,激发读者在仿生材料设计与应用方面的创新思维。 案例详实: 通过大量的生物体实例(如骨骼、牙齿、贝壳、硅藻壳等)和仿生材料应用案例,生动形象地阐释理论知识。 本书旨在为材料科学家、化学家、生物学家、医学工程研究人员以及对仿生材料感兴趣的广大读者提供一份系统、深入的参考。通过理解生物体如何巧妙地“制造”材料,我们能够从中汲取灵感,创造出具有前所未有性能的新型功能材料,以应对人类社会面临的各种挑战。

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读到《生物矿化的基质调控及其仿生应用》这个书名,我的脑海中立刻浮现出各种奇妙的画面。我一直对生物如何构建复杂而精密的结构充满好奇,而“生物矿化”这个词恰恰点出了其中的核心。我尤其对“基质调控”这一概念感到着迷。我们知道,很多生命体,比如珊瑚、贝壳、骨骼,都具有矿物质成分,但它们并非简单的无机物堆积,而是拥有高度有序的结构。这背后的“调控”力量,一定是由某种“基质”在发挥作用。我想象着,这个“基质”可能是一种生物大分子,它就像一个精密的模具,引导着矿物质分子的聚集和晶体的形成。它如何识别特定的离子?如何控制晶体的生长方向?如何决定最终结构的形态?这些问题在我脑海中盘旋。而“仿生应用”更是让这本书的吸引力直线飙升。如果我们可以理解并模仿生物的矿化过程,那么我们就可以创造出前所未有的新型材料。比如,我们能否制造出比现有材料更轻、更强韧的建筑材料?能否开发出能够自我修复的涂层?甚至,能否模拟出自然界中那些具有生物活性的矿物质结构,用于医疗和环境治理?这本书的名字预示着它将是一次深入生物矿化科学的探索之旅,一次连接自然智慧与人类创新的桥梁。我期待它能够揭示那些隐藏在生命体内的“工程师”,是如何巧妙地运用“基质”,创造出令人惊叹的物质世界的。

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当我在书架上看到《生物矿化的基质调控及其仿生应用》时,我被这个名字所吸引,因为它听起来既科学又充满可能性。我一直对生物是如何在微观层面创造出宏观奇迹深感着迷,而“生物矿化”正是这样的一个领域。想象一下,骨骼、牙齿、贝壳,这些我们日常生活中习以为常的物质,其形成过程竟然如此复杂而精妙。书中提到的“基质调控”,让我对这个过程的内部机制产生了极大的兴趣。我相信,在生物体内,一定存在着某种“基质”,它扮演着至关重要的角色,引导着矿物质的形成和组装。这个“基质”究竟是什么?它又是如何做到如此精确的调控,例如控制矿物质的晶体结构、尺寸、形状,甚至它们的排列方式?我猜测,这可能涉及到复杂的生物分子相互作用,以及微环境的精细调节。而“仿生应用”则更是让我眼前一亮。这不仅仅是关于基础科学的探索,更是将这些自然界的智慧转化为人类可以利用的技术。我期待书中能够介绍,如何通过模仿生物矿化的原理,来开发出新型的高性能材料,比如更轻质、更坚固的合金,或者具有特殊功能的生物医学材料。这本书的名字暗示着它将深入探讨生物体内的“设计蓝图”,并将其转化为现实世界的解决方案。我希望能从这本书中学习到,自然界是如何用最简单的元素,构建出最复杂的奇迹,以及我们人类又该如何从中汲取灵感,创造更美好的未来。

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当我第一次看到《生物矿化的基质调控及其仿生应用》这个书名时,我立刻被它所吸引。我一直对自然界中生命体如何创造出令人惊叹的物质结构充满好奇,而“生物矿化”这个词,恰好点出了其中的精髓。从贝壳的坚固外壳,到我们体内坚硬的骨骼,这些都是生物矿化的杰作。然而,我更想深入了解的是“基质调控”这一核心概念。我猜测,在生物体内,存在着某种特殊的“基质”,它能够引导和控制矿物质的形成过程,决定最终结构的形态和性能。这个“基质”究竟是如何运作的?它是如何识别特定的矿物质离子?又是如何精确地控制晶体的生长方向和尺寸?这背后的机制,一定充满了令人着迷的科学细节。而“仿生应用”部分,更是让这本书充满了实践的意义。我期待它能够为我们揭示,如何从生物矿化的过程中汲取灵感,创造出新一代的高性能材料。比如,我们能否模仿生物的“制造”方法,开发出更轻、更强、更具生物相容性的材料,用于医疗、建筑、能源等领域?这本书的名字本身就预示着它将是一次对生命奇迹的探索,一次将自然智慧转化为人类科技的旅程。我渴望通过阅读这本书,能够更深入地理解生物矿化的奥秘,并从中获得启发,思考未来的科技发展方向。

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《生物矿化的基质调控及其仿生应用》——这不仅仅是一个书名,对我而言,它更像是一个通往科学奇迹的大门。我一直以来都对生命体如何利用最基础的物质,创造出最复杂、最精密的结构感到震撼,而“生物矿化”正是揭示这一现象的关键。我尤其被“基质调控”这个词吸引。它暗示着,在生物体内,矿物质的形成并非偶然,而是受到一种“基质”的精确指挥。这个“基质”究竟是何物?它又是如何扮演着“建筑师”的角色,引导着矿物质的结晶、生长和组装,从而形成我们所看到的骨骼、牙齿、贝壳等结构?我迫切想知道,这种调控是如何实现分子层面的精准控制,如何影响最终材料的宏观性能。更令人兴奋的是,书名中提到的“仿生应用”部分。这意味着,这本书的内容不仅仅是理论研究,更有可能为人类的科技创新提供宝贵的灵感。我想象着,如果人类能够真正掌握生物矿化的原理,我们是否就能开发出比现有材料更轻、更强、更环保的新型材料?是否就能制造出具有自我修复能力的人工器官?这简直是在畅想未来科技的蓝图。这本书,对我来说,就像是一本关于“生命制造的秘密武器”的指南,我非常期待能够从中学习到,自然界最精妙的工程智慧,以及如何将其转化为造福人类的实际应用。

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《生物矿化的基质调控及其仿生应用》——仅仅是这个书名,就足以让一个对科学充满好奇的普通读者,心生无限的遐想。我一直觉得,生命体是这个世界上最伟大的“工程师”,它们能够将简单的无机物,转化成如此复杂而精美的结构。而“生物矿化”,正是揭示这一秘密的关键。我尤其对“基质调控”这一概念感到着迷,它暗示着,生命体在矿物质的形成过程中,并非是被动的参与者,而是主动的“设计者”。这个“基质”究竟是怎样一个存在?它如何像一位经验丰富的艺术家,引导着矿物质分子的“生长”和“雕刻”,最终形成如骨骼、牙齿、贝壳般精妙绝伦的结构?它又是如何精确地控制着矿物质的晶体类型、尺寸、形貌,甚至是它们的宏观排布?这种精密的调控机制,究竟是基于何种分子层面的相互作用?而“仿生应用”更是让这本书的价值瞬间提升。我憧憬着,这本书能够为我们打开一扇通往未来材料科学的大门,让我们有机会学习生物界的“制造”智慧,并将其转化为人类的科技力量。例如,我们是否可以借鉴生物矿化的过程,开发出比现有材料更轻、更强、更具弹性的新型工程材料?或者,能否利用这一原理,创造出用于医疗领域的生物活性材料,帮助人体修复和再生?对我来说,这本书就像一本关于“生命智慧的物质密码”的启示录,我迫不及待地想深入其中,一探究竟。

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《生物矿化的基质调控及其仿生应用》——仅仅是这个书名,就足以激起我强烈的好奇心。我常常惊叹于自然界的神奇,比如,为什么牡蛎能够将微不足道的碳酸钙,孕育出如此璀璨的珍珠?为什么陆地上的生物能够进化出坚固的骨骼来支撑庞大的身躯?这些生命体似乎拥有一种超越我们人类工程学理解的“魔法”。而“生物矿化”这个词,直接触及了这种魔法的核心——生命体如何主动地、有序地合成和沉积矿物质。更重要的是,书名中提到的“基质调控”,让我联想到这不仅仅是简单的化学反应,而是一个由生物体内部精心设计和控制的过程。这个“基质”究竟是何物?是某种蛋白质骨架?是细胞内的微环境?抑或是细胞外某种特殊的信号分子网络?它又是如何做到如此精准的“调控”,从而影响矿物质的晶体类型、大小、取向,乃至最终形成的宏观结构?这其中一定蕴含着深刻的生命科学原理。而“仿生应用”这一部分,更是让我看到了这本书的价值所在。如果我们能够洞悉并复制这些自然界的“制造”过程,那么我们就能为人类的科技发展开辟新的道路。想象一下,利用生物矿化的原理,我们可以开发出具有优异力学性能、生物相容性的新型生物材料,用于修复人体组织,或者制造出能够自我修复的先进结构。甚至,我们可以从中获得灵感,设计出更环保、更可持续的材料生产工艺。这本书,对我而言,无疑是一扇通往科学前沿的窗口,我渴望从中学习,从自然界汲取智慧,为未来的科技进步注入新的活力。

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这本书的名字听起来就非常吸引我:**《生物矿化的基质调控及其仿生应用》**。虽然我可能不是这个领域最专业的学者,但作为一个对自然界精妙机制充满好奇的读者,我被这个书名所散发出的科学深度和广度深深吸引。想象一下,生命体是如何在如此精巧的结构和复杂的作用下,将普通的无机物转化为坚固的骨骼、闪耀的珍珠,甚至是某些具有特殊功能的矿物质层。这背后一定隐藏着令人惊叹的“基质调控”机制,而“仿生应用”更是将这些自然智慧直接连接到我们人类的科技发展上,这简直是科技与自然的完美融合。我期待这本书能够像一位经验丰富的向导,带领我穿越生物体的微观世界,揭示那些看不见的、但至关重要的“基质”是如何运作,是如何引导矿物质的沉淀、生长和结构化。我很想知道,在生物体内,这些“基质”具体指的是什么?它们是蛋白质、多糖,还是其他更复杂的分子集合?它们又是如何扮演着“导演”的角色,决定矿物质的晶体类型、尺寸、形貌,甚至是它们的排列方式?更让我兴奋的是“仿生应用”这个词,这暗示着书中的内容不仅仅是理论性的探讨,更有实际的应用前景。我想象着,如果人类能够掌握生物矿化的原理,是否就能模拟出更坚固、更轻便的材料?是否就能开发出具有自我修复能力的人工骨骼?是否就能制造出更高效的催化剂,甚至是在极端环境下工作的生物传感器?这本书对我来说,就像一扇通往未知领域的窗户,我迫不及待地想要透过它,一窥生物界那些令人叹为观止的创造力。我希望作者能够用清晰易懂的语言,将如此深奥的科学原理阐释清楚,让我这个非专业读者也能领略其中的奥妙。

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《生物矿化的基质调控及其仿生应用》——这个书名,像一个神秘的邀请函,将我带入一个充满未知的科学领域。我一直对生命体如何巧妙地利用无机物构建出坚固、精密结构的现象感到无比好奇。从海底那些令人惊叹的珊瑚礁,到我们自身体内坚不可摧的骨骼,这一切的背后,都离不开“生物矿化”这个过程。但更令我着迷的是“基质调控”这个概念。它暗示着,生物体并非被动地接受矿物质的沉淀,而是主动地、有目的地对其进行塑造和引导。这个“基质”到底是什么?它是否像一个纳米级的工匠,精确地控制着矿物质的生长方向、晶体形态、甚至分子的排列方式?它如何做到如此精密的控制?是依靠蛋白质的特定结构?是细胞内特定的微环境?还是细胞外某种信号传递网络?我想象着,这个基质的运作方式,可能比我们目前所知的任何工程技术都要精巧和高效。而“仿生应用”更是让我对这本书充满了期待。如果人类能够真正理解并掌握生物矿化的原理,那么我们就有可能创造出前所未有的新材料。比如,开发出比金属更轻、更坚固的复合材料,用于航空航天领域;或者设计出具有生物相容性、能够引导组织再生的生物医学材料,用于医疗修复。这本书,对我而言,就像是解锁自然界“制造”秘密的钥匙,我渴望能够从中学习到,生命体的智慧是如何与物质科学相结合,并最终转化为能够惠及人类社会的先进技术。

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当我看到《生物矿化的基质调控及其仿生应用》这本书名时,我立刻就被它所吸引。我一直以来都对生命体如何在微观层面构建出宏观的、具有惊人功能的结构充满好奇,而“生物矿化”这个词,正好触及了我的兴趣点。从坚固的骨骼到闪耀的珍珠,这些生命奇迹的背后,究竟隐藏着怎样的秘密?而书中更进一步提出的“基质调控”概念,更是让我对其中的机制产生了浓厚的兴趣。我迫切想知道,这个“基质”究竟是什么?它在生物体内是如何工作的?又是如何精确地指导矿物质的形成,控制其晶体形态、大小、排列方式,最终形成如此复杂而高效的结构?我猜想,这其中一定涉及到精妙的分子识别、组装和化学反应调控。而“仿生应用”则将这本书的价值推向了更高的层次。这意味着,我们不仅能够了解生物矿化的奥秘,更有可能从中获得灵感,开发出全新的材料和技术。想象一下,如果能模仿生物的“制造”过程,我们是否就能创造出比现有材料更轻、更强、更具生物相容性的新型材料,用于医疗、建筑、能源等领域?这本书的名字,让我看到了科学探索的无限可能,我期待它能为我揭示生命体如何用最简单的方式,创造最伟大的奇迹,并为人类的未来发展提供宝贵的启示。

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当我在书店里看到《生物矿化的基质调控及其仿生应用》时,我的目光就被深深吸引住了。这个书名本身就充满了科学的魅力和探索的诱惑。我一直对生命体如何用看似平凡的物质构建出非凡的结构感到不可思议,而“生物矿化”这个词,恰恰点出了这个神奇过程的核心。我知道,很多生物,比如贝类、珊瑚、甚至我们人体的骨骼,都包含着矿物质,但这些矿物质并非随意堆砌,而是呈现出高度有序的结构。这背后的“基质调控”机制,是我最感兴趣的部分。我迫切地想知道,这个“基质”到底是什么?它在生物体内是如何工作的?它又如何能够精确地控制矿物质的晶体类型、大小、形状,以及最终形成的宏观结构?这背后一定蕴含着极其精妙的生物化学和物理学原理。而“仿生应用”更是让这本书的价值倍增。我非常期待能够了解到,科学家们是如何从生物矿化的过程中获得灵感,并将其应用于实际的科技发展中。比如,是否能通过模仿生物的机制,开发出更坚固、更轻便的材料,用于建筑、交通运输等领域?或者,是否能设计出具有生物相容性,能够促进组织再生的医疗材料?这本书对我而言,无疑是一次深入了解生命奇迹和科技前沿的绝佳机会,我渴望从中获得知识,并激发更多的思考。

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