能源仿生学

本书由中国石油大学（北京）新能源与材料学院三位研究员编写，将仿生学与能源发展相结合，深入分析了近年来仿生学领域从零到一、从点到面的蓬勃发展，给出了一些在能源领域中的前瞻技术与仿生应用

仿生学是一门既古老又年轻的学科。通过研究生物体的结构与功能原理，并根据这些原理发明出新的材料、设备和工艺，创造出适用于科技与社会发展的优选技术。本书共分十章，论述了生物选择进化理论，自然界荷叶猪笼草超疏水现象，鱿鱼喙梯度结构设计，壁虎的可控黏附表面，厌氧生物菌，贻贝水下原位强韧黏附、生物液体门调控与人机互融领域的发展脉络，并重点介绍了这些结构与功能原理在能量回收、燃料电池、电动轮胎、钻井液、生物能源、热电转化与机器人领域的应用，并提供了相应的应用案例。本书论述严谨，数据翔实，具有科学性与技术性，可供能源仿生领域大中专院校相关专业学生作为教材使用，也以供能源领域科研人员和管理人员参考阅读。

绪论（1）
第一节仿生学概述（1）
第二节能源仿生学的意义（3）
参考文献（4）
第一章生物进化历史（6）
第一节生物进化论（6）
第二节生物进化历史（10）
第三节计算机协助理解生物进化（17）
参考文献（29）
第二章仿生疏水材料与能量收集（31）
第一节荷叶自清洁机理（31）
第二节蜘蛛丝的方向性集水现象（40）
第三节猪笼草的水的逆向操作（60）
第四节雨水能量收集（67）
参考文献（69）
第三章仿生高分子与燃料电池（71）
第一节鱿鱼喙的结构模型（72）
第二节梯度仿生材料的应用（77）
第三节燃料电池（89）
参考文献（95）
第四章仿生黏附设计与电动车轮胎（98）
第一节壁虎干型自清洁（98）
第二节微颗粒操控与筛分（110）
第三节电动车轮胎设计（124）
参考文献（127）
第五章仿生和厌氧消化（130）
第一节菌和仿生酶（131）
第二节碳材料在厌氧中的应用（133）
第三节腐殖质的形成过程（135）
第四节模拟二氧化碳在自然界中循环（137）
第五节瘤胃仿生反应器和仿生膜反应器（141）
第六节仿生在微生物燃料电池中的应用（145）
参考文献（148）
第六章仿生硬度结构和氢气运输（152）
第一节仿生材料研究（153）
第二节仿生竹材料的性能（161）
第三节氢气输运（185）
参考文献（187）
第七章仿贻贝钻井液与支撑剂（190）
第一节贻贝湿黏附介绍（190）
第二节钻井液使用原理（206）
第三节仿生钻井液应用（210）
第四节仿生支撑剂（215）
参考文献（224）
第八章仿生纳米通道与热电转换（225）
第一节仿生DNA纳米管的纳米级通道设计和应用（225）
第二节仿生热电转换（233）
第三节离子分子响应（237）
第四节纳米管仿生热电效应（242）
参考文献（250）
第九章仿生机器人与机械能量回收（253）
第一节智能机器人概述（253）
第二节软体机器人（253）
第三节四足机器人（257）
第四节智能收割机器人（261）
第五节逻辑门控纳米机器人（267）
第六节总结和展望（273）
参考文献（275）
第十章仿生能源展望（277）
第一节仿生学在各类新能源中的应用（277）
第二节仿生学在能源储存以及能源转化领域的应用（281）
第三节国内外新能源局势分析（284）
参考文献（287）