昆虫体表复合浸润性与仿生设计

作者简介

孙刚，博士（后），教授，福建省闽江学者、国家自然科学基金通讯评审专家、教育部学位中心评审专家、全国中文核心期刊评审专家。担任福建省资源环境监测与可持续经营利用重点实验室副主任，福建师范大学、福建农林大学、长春师范大学研究生导师，“生物资源利用与功能材料开发”优秀科技创新团队带头人，中国生态学会数学生态学专业委员会委员、福建省微生物学会理事、吉林省泥炭学会副理事长、吉林省生态学会副秘书长、吉林省动物学会理事，国内外多家学术期刊特约审稿人。

内容简介

第一部分 仿生学概述 第1章 仿生学的发展 1.1 仿生学的提出 自然界中生物的进化史就是一部解决困难、化解危 机的百科全书。经过数亿年的漫长协同演化，大自然出 现丰富多样、让人叹为观止的生物、现象和过程。人类 发现和命名的动物、植物和微生物约有170多万种，科 学家推测地球上的物种在1000万种以上。生物为了生存 、繁衍和发展，努力适应环境，逐渐演化出特异性的形 态结构、生理特性、生化途径、遗传机制和生命系统等 。各种生物虽然没有发展出人类语言这样复杂的沟通方 式，但它们不断学习和尝试，用实际行动展现着各自应 对复杂自然环境、勇敢斗争的聪明才智、生存技能和优 越性状，而这些是目前人工技术、产品和系统所无法比 拟的。 人和人类社会都是劳动创造的。劳动既是人与自然 之间的物质交换途径和能量转化过程，又是整个人类生 活和历史的前提及基本条件、人类赖以生存和发展的根 本力量。在漫长的劳动和生产实践中，人类依靠直立的 身躯、手足的分工、勤劳的双手、灵巧的工具、语言的 出现和情感的交流，在自然生态系统中获得了更大的自 由、更多的选择和更广的活动范围，极大地刺激了神经 系统尤其是大脑的高度发育和发达，使人类得以从动物 界分化出来，人类无与伦比的思维、智慧、本领和力量 远远超越其他所有的生物类群。自人类诞生以来，大自 然一直是理论探索、方法创新、工艺改进、技术革新和 发明创造的不竭源泉。自然界中的各种生物提供了最优 秀、最合理的方案选择，不仅是因为这些生物在恶劣的 自然环境中能够巧妙地应对、进化出许多“聪明”的解 决策略，更是因为所有这些生物过程都是天然实现、可 循环的绿色过程。仿生学的发展可以追溯到人类文明的 早期，在严苛的原始自然条件下，人类必须向其他生物 类群、自然过程和现象学习，以保障自身的生存和安全 。人类的才智水平早已不单单停滞在观察和描述生物界 上，而是运用人类独有的逻辑思维、认知和模仿能力进 行设计与制造。在创造性劳动的直接推动下，人类不断 扩展自身的能力。因此，在人类文明形成和发展的早期 过程中就有对仿生学不自觉的应用，只是这些应用还处 于原始阶段。 顾名思义，仿生学就是模仿生命有机体和自然过程 的科学，主要研究范畴为学习生物结构和功能的工作原 理，获得新的启示、工艺和科学技术，制造更加优秀的 工具、材料、设备、产品等，解决人们实际应用中的问 题。1960年9月13—15日，在俄亥俄州（The State of Ohio）戴通市（Dayton）的赖特-帕特森空军基地 （Wright-Patterson Air Force Base），美国空军 航空局组织召开了首届仿生学会议（The First Symposium on Bionics），主题为“生物系统分析得 本书内容具有非常好的系统性、先进性、科学性、创新性和实用性，可助力相关领域的科研和设计人员破解攻关难题。