主编推荐语
一根钢针为何能够浮在水面上？荷花叶子为何能够出淤泥而不染？往盛满水的杯口继续加水而水为何不溢出？所有这些有趣而奇特的现象是如何发生的？又是如何启发人类“向自然学习”而进行仿生设计的？不妨从这本书里寻找答案吧！
内容简介
一根钢针为何能够浮在水面上？荷花叶子为何能够出淤泥而不染？往盛满水的杯口继续加水而水为何不溢出？雨后蜘蛛网上为何留下一串串晶莹的水珠？蝉为何可以在雨中自如地飞行而不怕淋湿翅膀？蚂蚁为何会自行聚团从而安然度过洪灾？所有这些有趣而奇特的现象是如何发生的？又是如何启发人类“向自然学习”而进行仿生设计的？不妨从这本书里寻找答案吧！
从日常生活到自然界，再到工农业生产，毛细现象和表面浸润行为真可谓无处不在。通过深入研究而揭示表面张力的作用机制对于我们理解和把握这些浸润现象至关重要，这可以为新型结构和材料的仿生设计奠定理论基础。实际上，自然界中各种各样的毛细和浸润现象启发了人类的灵感，使我们通过“向自然学习”，进而可以仿生、制造出很多新产品，从而产生了表面仿生学这一前沿交叉学科。通过研究毛细和浸润现象，我们可以恰当地配置农药和涂料、合理地进行矿物浮选、制备不沾水和不沾油的材料、研制微小的船舶、合理设计微机电系统的构件、通过表面活性剂进行化学驱油等。
目录
- 版权信息
- 作者简介
- 前言
- 第1章 毛细和浸润现象概述
- 1.1 表面浸润现象
- 1.2 表面张力——绷在液体表面的薄膜力
- 1.3 曲率
- 1.4 光滑表面上的接触角
- 1.5 毛细现象
- 1.6 有趣的尺寸效应
- 1.7 粗糙固体表面上的接触角
- 第2章 植物身上的神奇浸润现象
- 2.1 莲花效应
- 2.2 亲水基底上产生超疏水现象的秘密
- 2.3 参天大树能够长多高
- 第3章 成功驾驭毛细力的智慧小动物
- 3.1 池塘里的溜冰者——水黾
- 3.2 水面承载能力最强的昆虫——蚊子
- 3.3 轻松翻越弯液面的小虫子
- 3.4 蚂蚁救生筏
- 3.5 毛细棘轮效应——水鸟喙的摄食
- 3.6 神奇的沙漠集水本领——纳米比亚沙漠甲虫
- 3.7 泥浆吸水——得克萨斯角蜥
- 3.8 蜘蛛网截雾取水
- 第4章 毛细力驱动的自组装
- 4.1 MEMS中的毛细黏附现象
- 4.2 鬼斧神工的碳纳米管自组装形貌
- 4.3 浑然天成的多级结构
- 4.3.1 壁虎的脚
- 4.3.2 贝壳的多级结构
- 4.3.3 多级毛细黏附结构
- 4.4 液面上互相吸引和排斥的微小物体
- 第5章 基于毛细效应的传感装置
- 5.1 悬臂梁传感器
- 5.2 液滴—微梁传感器
- 5.3 薄膜在液滴作用下的大变形
- 5.4 薄膜的毛细屈曲和褶皱
- 第6章 驱动液滴运动的司机
- 6.1 液滴在液体界面上的定向运动
- 6.2 液滴在固体表面上的定向运动
- 6.2.1 浸润性不对称导致的液滴运动
- 6.2.2 几何结构不对称导致的液滴运动
- 第7章 神奇的液体弹珠
- 7.1 液滴弹簧
- 7.2 液体弹珠
- 7.2.1 疏水性
- 7.2.2 在固体表面上的运动
- 7.2.3 弹塑性
- 7.2.4 褶皱和屈曲
- 7.2.5 强度
- 7.3 液体弹珠的应用
- 第8章 三次采油的利器——界面张力
- 8.1 石油概述
- 8.2 二次采油之后剩余油的成因
- 8.3 三次采油中毛细力的作用
- 附录1 托马斯·杨的力学贡献
- 附录2 麦克斯韦对应用力学的贡献
- 附录3 细长杆弹性线模型的发展历史
- 附录4 表面浸润的机制：最小作用量原理
评分及书评
出版方
清华大学出版社
清华大学出版社成立于1980年6月，是由教育部主管、清华大学主办的综合出版单位。植根于“清华”这座久负盛名的高等学府，秉承清华人“自强不息，厚德载物”的人文精神，清华大学出版社在短短二十多年的时间里，迅速成长起来。清华大学出版社始终坚持弘扬科技文化产业、服务科教兴国战略的出版方向，把出版高等学校教学用书和科技图书作为主要任务，并为促进学术交流、繁荣出版事业设立了多项出版基金，逐渐形成了以出版高水平的教材和学术专著为主的鲜明特色，在教育出版领域树立了强势品牌。
