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遊動微納機器人(精)/機械工程前沿著作系列/機器人科學與技術叢書

  • 作者：編者:李隆球//常曉叢//周德開//吳志光|責編:張冉|總主編:戴建生//丁漢
  • 出版社：高等教育
  • ISBN：9787040617238
  • 出版日期：2024/12/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：218
人民幣：RMB 99 元      售價：元
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內容大鋼
    本書系統介紹了遊動微納機器人的發展歷史，設計、製造、驅動、控制、集群以及應用等涉及力學、機械學、材料學等交叉學科的基礎知識。全書共8章。第1、2章是全書的理論基礎：第1章為緒論，系統概述了遊動微納機器人研究方向；第2章介紹了遊動微納機器人涉及的流體力學、電磁學、聲學、材料學、化學等交叉性基礎知識。第3?8章是全書的精華，分別從微納機器人的設計、製造、驅動、控制、集群以及應用等方面進行闡述：第3章分別從結構和材料兩方面對遊動微納機器人的設計原則進行了介紹；第4章全面概述了螺旋狀、管狀、Janus型、生物雜化型、納米線及其他形狀遊動微納機器人的製造方法；第5章系統地介紹了化學驅動、磁場驅動、超聲場驅動、光場驅動、電場驅動等常見的遊動微納機器人驅動方式；第6章主要從人工控制、趨向性控制和人工智慧控制三個維度探討了遊動微納機器人的運動控制方法；第7章在前六章內容的基礎上進一步介紹了遊動微納機器人的集群行為調控方式；第8章系統地介紹了遊動微納機器人在生物醫藥、環境監測、微納製造、醫學成像等領域的應用研究。
    本書適合機械、材料、生物、物理、化學、醫學、納米科學等相關專業的高年級本科生或研究生閱讀和參考。
作者介紹
編者:李隆球//常曉叢//周德開//吳志光|責編:張冉|總主編:戴建生//丁漢
目錄
第1章  緒論
  1.1  微納機器人概述
  1.2  遊動微納機器人的發展歷史
  1.3  微觀世界的挑戰
    1.3.1  微納表/界面效應
    1.3.2  流體雷諾數
  1.4  遊動微納機器人的分類
    1.4.1  生物能量驅動的微納機器人
    1.4.2  外場能量驅動的微納機器人
    1.4.3  生物雜化微納機器人
    1.4.4  DNA納米機器人
  1.5  微納機器人的潛在應用領域
    1.5.1  微納機器人在生物醫學領域的潛在應用研究
    1.5.2  微納機器人在環境治理與分析領域的潛在應用研究
  1.6  思考題
  參考文獻
第2章  微納機器人基礎知識
  2.1  流體力學知識
  2.2  電磁學知識
    2.2.1  極化理論
    2.2.2  直流電場
    2.2.3  交流電場
    2.2.4  磁學理論
  2.3  聲學知識
  2.4  材料學知識
  2.5  化學知識
    2.5.1  雙電層
    2.5.2  微納機器人製備相關化學知識
  2.6  納米醫藥相關知識
  2.7  微納表徵與測量方法
    2.7.1  形貌分析
    2.7.2  成分分析
    2.7.3  表界面分析
    2.7.4  物理性能分析
    2.7.5  生物跟蹤成像
  2.8  思考題
  參考文獻
第3章  遊動微納機器人的設計
  3.1  遊動微納機器人的設計要求
    3.1.1  結構要求
    3.1.2  材料要求
    3.1.3  尺寸要求
  3.2  從自然界微生物到遊動微納機器人
    3.2.1  生物蛋白機器人
    3.2.2  遊動微生物
  3.3  遊動微納機器人的材料設計要求
    3.3.1  螺旋狀
    3.3.2  納米棒
    3.3.3  Janus型微納機器人
  3.4  思考題

  參考文獻
第4章  遊動微納機器人的製造
  4.1  螺旋狀微納機器人的製造方法
    4.1.1  自捲曲技術
    4.1.2  三維激光直寫技術
    4.1.3  掠射角沉積技術
    4.1.4  生物模板法
  4.2  管狀微納機器人的製造方法
    4.2.1  自捲曲技術
    4.2.2  模板輔助電化學沉積技術
    4.2.3  模板輔助層層組裝技術
  4.3  Janus型微納機器人的製造方法
    4.3.1  物理氣相沉積技術
    4.3.2  雙極性電極電化學沉積技術
    4.3.3  非對稱封裝技術
  4.4  生物雜化型微納機器人的製造方法
    4.4.1  生物分子馬達與人工合成材料結合
    4.4.2  表面生物?修飾技術
    4.4.3  人工合成材料與細胞結合
  4.5  納米線及其他形狀微納機器人的製造方法
    4.5.1  多孔薄膜模板電化學沉積製造納米線微納機器人
    4.5.2  濕法化學合成
  4.6  思考題
  參考文獻
第5章  遊動微納機器人的驅動方式
  5.1  化學驅動微納機器人
    5.1.1  氣泡驅動
    5.1.2  分子型自擴散泳驅動
    5.1.3  離子型自擴散泳驅動
    5.1.4  自電泳驅動
  5.2  磁場驅動微納機器人
    5.2.1  勻強磁場驅動
    5.2.2  梯度磁場驅動
    5.2.3  振蕩磁場驅動
  5.3  超聲場驅動微納機器人
    5.3.1  駐波驅動
    5.3.2  行波驅動
  5.4  光場驅動微納機器人
    5.4.1  光熱驅動
    5.4.2  光催化驅動
    5.4.3  光鑷驅動
  5.5  電場驅動微納機器人
    5.5.1  直流電場驅動
    5.5.2  介電泳驅動
    5.5.3  感應電荷電泳驅動
    5.5.4  電轉矩驅動
  5.6  思考題
  參考文獻
第6章  遊動微納機器人的控制
  6.1  基於外物理場的控制

    6.1.1  磁場調控
    6.1.2  光場調控
    6.1.3  聲場調控
    6.1.4  電場調控
  6.2  趨向性控制
    6.2.1  趨化性控制
    6.2.2  趨光性控制
    6.2.3  趨磁性控制
    6.2.4  趨流性控制
    6.2.5  趨重性控制
  6.3  人工智慧控制
    6.3.1  人工智慧導航
    6.3.2  智能路徑優化
    6.3.3  多機器人協同控制
  6.4  思考題
  參考文獻
第7章  遊動微納機器人集群行為調控
  7.1  化學場驅動微納機器人集群
    7.1.1  電解質濃度梯度誘導微納機器人集群
    7.1.2  氣泡誘導微納機器人集群
    7.1.3  分子結合誘導微納機器人集群
  7.2  光場驅動微納機器人集群
    7.2.1  光化學反應誘導微納機器人集群
    7.2.2  光致物理場誘導微納機器人集群
  7.3  超聲場驅動微納機器人集群
    7.3.1  體駐波誘導微納機器人集群
    7.3.2  表面駐波誘導微納機器人集群
    7.3.3  聲全息圖誘導微納機器人集群
  7.4  磁場驅動微納機器人集群
    7.4.1  流體相互作用誘導微納機器人集群
    7.4.2  磁偶極相互作用誘導微納機器人集群
  7.5  電場驅動微納機器人集群
    7.5.1  圖案化電極誘導微納機器人集群
    7.5.2  靜電相互作用誘導微納機器人集群
    7.5.3  電滲流誘導微納機器人集群
  7.6  多物理場驅動微納機器人集群
    7.6.1  超聲場-磁場誘導微納機器人集群
    7.6.2  超聲場-光場誘導微納機器人集群
    7.6.3  電場-光場誘導微納機器人集群
  7.7  思考題
  參考文獻
第8章  遊動微納機器人的潛在應用
  8.1  藥物遞送
    8.1.1  貨物裝載與釋放
    8.1.2  靶向藥物遞送
  8.2  生物檢測及生物目標操縱
    8.2.1  生物檢測
    8.2.2  生物目標操縱
  8.3  微創外科手術
  8.4  環境監測與治理

    8.4.1  環境監測
    8.4.2  環境治理
  8.5  微納製造
    8.5.1  微尺度表面圖案化加工
    8.5.2  微納機器人自組裝
  8.6  微納機器人成像與追蹤
    8.6.1  醫學診斷
    8.6.2  醫學成像及追蹤
  8.7  總結與展望
  8.8  思考題
  參考文獻

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