讀者對象:本書適合從事材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)、化學(xué)工程、機械工程、電子科學(xué)、建筑材料、包裝技術(shù)以及人工智能等相關(guān)領(lǐng)域的科研和工程技術(shù)人員參考，尤其適用于研究仿生功能材料、生物附著、固液界面作用、表面微結(jié)構(gòu)設(shè)計、智能黏附技術(shù)以及碳基材料的相關(guān)人員。此外，本書也可作為高等院校相關(guān)學(xué)科的教材，為學(xué)生提供系統(tǒng)的理論知識與前沿研究進展，亦可作為仿生學(xué)科普讀物，為廣大的仿生愛好者提供專業(yè)而易懂的知識框架。
本書圍繞不同應(yīng)用場景中的黏附現(xiàn)象展開，系統(tǒng)深入地探討了自然界中常見生物的黏附機制，并介紹了仿生黏附材料的合成方法和主要應(yīng)用領(lǐng)域。書中詳細闡述了仿生黏附現(xiàn)象的機理、設(shè)計原則及其調(diào)控手段，幫助讀者理解仿生黏附材料如何從自然中獲得啟發(fā)，并在各種工程和技術(shù)領(lǐng)域中得以實現(xiàn)；進一步介紹了基于自然界黏附行為開發(fā)的仿生材料的最新研究進展和實際應(yīng)用，并深入討論了評價黏附性能的測試方法與技術(shù)手段；特別關(guān)注了近年來在仿生黏附材料領(lǐng)域取得的創(chuàng)新成果及其廣泛的應(yīng)用潛力。此外，書中簡要概述了當(dāng)前仿生黏附材料研究面臨的主要挑戰(zhàn)，并展望了未來的發(fā)展趨勢與可能的突破方向。
本書適合從事材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)、化學(xué)工程、機械工程、電子科學(xué)、建筑材料、包裝技術(shù)以及人工智能等相關(guān)領(lǐng)域的科研和工程技術(shù)人員參考，尤其適用于研究仿生功能材料、生物附著、固液界面作用、表面微結(jié)構(gòu)設(shè)計、智能黏附技術(shù)以及碳基材料的相關(guān)人員。此外，本書也可作為高等院校相關(guān)學(xué)科的教材，為學(xué)生提供系統(tǒng)的理論知識與前沿研究進展，亦可作為仿生學(xué)科普讀物，為廣大的仿生愛好者提供專業(yè)而易懂的知識框架。
第1章 緒論 001
參考文獻 006
第2章 自然界中常見的黏附現(xiàn)象 011
2.1 動物類黏附現(xiàn)象 012
2.1.1 昆蟲類的腳掌黏附 012
2.1.2 壁虎腳掌的黏附 013
2.1.3 樹蛙的濕黏附 014
2.1.4章魚吸盤黏附 014
2.1.5 海水和淡水貽貝黏附現(xiàn)象 015
2.1.6 藤壺水下黏附現(xiàn)象 016
2.1.7 腹足類動物的水下黏附 016
2.1.8 其他吸盤類黏附 017
2.1.9 機械嵌鎖和摩擦相關(guān)的黏附 018
2.2 植物類黏附現(xiàn)象 019
2.2.1 常春藤不定根的黏附 019
2.2.2 毛氈苔類植物黏附現(xiàn)象 019
參考文獻 020
第3章 干黏附：壁虎可逆黏附過程 024
3.1 壁虎黏附系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 025
3.2 壁虎黏附力的來源 026
3.3 壁虎腳掌的黏附特性 027
3.3.1 各向異性黏附特性 028
3.3.2 可控黏附特性 028
3.3.3 動態(tài)黏附特性 029
3.3.4 自清潔特性 029
3.3.5 靜止?fàn)顟B(tài)下的非黏附特性 030
3.3.6 抗自黏/ 抗聚集特性 030
3.4 壁虎黏附的微觀機制 030
3.4.1 范德瓦耳斯力 031
3.4.2 毛細力 032
3.4.3 黏附功 032
3.4.4 剛毛鏟狀刮刀的黏附力學(xué)模型 033
參考文獻 034
第4章 濕黏附：樹蛙的黏附系統(tǒng) 037
4.1 濕性黏附：樹蛙的黏附系統(tǒng) 038
4.1.1 樹蛙的黏附系統(tǒng) 038
4.1.2 四肢和腳趾的功能形態(tài) 039
4.1.3 宏觀尺度 039
4.1.4 微觀尺度 039
4.1.5 納米尺度 040
4.1.6 材料特性 040
4.1.7 黏液特性 040
4.2 腳趾墊的功能性 041
4.2.1 定向接觸力 041
4.2.2 基底與各種表面的特征 041
4.2.3 靜態(tài)和動態(tài)附著 041
4.2.4 黏附力的轉(zhuǎn)移 041
4.3 樹蛙趾墊的黏附機制 042
4.3.1 力的產(chǎn)生——毛細管力 042
4.3.2 液體管理 042
4.3.3 排液 043
4.3.4 潤滑 043
參考文獻 043
第5章 水下黏附：貽貝的黏附系統(tǒng) 046
5.1 水下附著力 047
5.2 足絲：貽貝的附著器 048
5.2.1 足絲的形成 048
5.2.2 足絲的韌性 048
5.3 足絲雀斑 049
5.3.1 微觀結(jié)構(gòu) 049
5.3.2 pH 和離子強度 050
5.3.3 足絲蛋白的多樣性和相互作用 051
5.4 足絲定位及黏附過程 052
5.5 分子間相互作用 054
5.6 其他影響因素 054
5.6.1 金屬離子 055
5.6.2 物理因素 057
參考文獻 057
第6章 液體黏附：超滑表面 059
6.1 超浸潤性和液體浸潤表面 060
6.1.1 浸潤 060
6.1.2 液體浸潤的表面 062
6.2 液體浸潤表面的分類和制造 064
6.2.1 一維液體浸潤表面 064
6.2.2 二維液體浸潤表面 064
6.2.3 三維液體浸潤表面 065
6.3 潤滑液體的選擇 065
6.3.1 潤滑液的趨勢 065
6.3.2 合理選擇潤滑液 066
6.4 響應(yīng)性控制 067
6.4.1 磁響應(yīng) 067
6.4.2 電響應(yīng) 070
6.4.3 光響應(yīng) 072
6.4.4 溫度響應(yīng) 072
參考文獻 074
第7章 黏附機制及測試方法 079
7.1 黏附機制 080
7.1.1 各種類型的界面相互作用 080
7.1.2 界面黏附模型 083
7.2 界面黏附表征 091
7.2.1 固- 液黏附表征 091
7.2.2 固- 固/ 固- 液- 固黏附表征 093
參考文獻 098
第8章 典型的黏附失效模式與堅韌黏附的設(shè)計原則 103
8.1 典型的黏附失效模式 104
8.1.1 黏附失效 104
8.1.2 增強黏附力的膠黏劑設(shè)計原理 105
8.2 生物和仿生黏附的特征參數(shù) 106
8.2.1 典型生物體的黏附參數(shù) 106
8.2.2 仿生材料黏附參數(shù) 107
8.3 構(gòu)建仿生材料的一般方法 109
8.3.1 微納米結(jié)構(gòu)的制造技術(shù) 110
8.3.2 引入具有黏附性能的官能團的技術(shù) 110
參考文獻 115
第9章 現(xiàn)有的仿生黏附材料 119
9.1 仿生黏附材料設(shè)計及合成原則 120
9.1.1 結(jié)構(gòu)仿生膠黏劑 120
9.1.2 化學(xué)仿生膠黏劑（受貽貝啟發(fā)的功能性化學(xué)基團） 128
9.2 現(xiàn)有的仿生人工黏附材料 129
9.2.1 聚合物 129
9.2.2 水凝膠 131
9.2.3 碳材料 136
參考文獻 143
第10章 仿生黏附材料及其應(yīng)用 148
10.1 液滴操控 149
10.2 攀爬機器人 153
10.3 軟性抓手 156
10.4 可穿戴電子設(shè)備 159
10.5 生物醫(yī)學(xué)工程 161
參考文獻 167
第11章 總結(jié)與展望 173
11.1 仿生黏附材料的分級制造 174
11.2 仿生黏附材料的智能化 174
參考文獻 177
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