Advanced Process Biotechnology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Anshan

作者:Mukhopadhyay, S. N. (EDT)

出品人:

页数:382

译者:

出版时间:

价格:45

装帧:HRD

isbn号码:9781904798736

丛书系列:

图书标签:

• 生物技术
• 过程工程
• 生物反应器
• 生物分离
• 代谢工程
• 基因工程
• 蛋白质工程
• 工业微生物
• 生物制药
• 生物化工

精密工程的未来：下一代材料科学与制造技术展望 图书简介 本书深入探讨了当代工程学中最具变革性的前沿领域：下一代材料科学与先进制造技术的深度融合与未来趋势。我们正处在一个技术范式转变的关键节点，传统的设计、制造和材料性能的界限正被颠覆。本书旨在为研究人员、高级工程师以及对工业 4.0 和可持续发展抱有热情的专业人士提供一个全面、深入的蓝图，描绘出未来数十年工程实践的核心驱动力。 第一部分：超维材料的崛起与调控 本部分聚焦于物质科学的根本性突破，这些突破正驱动着工程性能的极限。我们不再仅仅依赖于宏观尺度材料的固有属性，而是深入到原子、分子甚至量子层面进行设计和调控。 第一章：纳米结构的精准构筑与功能化 本章详细剖析了如何通过自下而上的组装技术和自上而下的刻蚀工艺，精确控制材料的结构尺度至纳米级别。重点讨论了二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）在电子学、能量存储和催化领域的应用潜力。深入解析了量子点的合成方法、光物理性质，以及它们在先进显示技术和生物传感中的集成挑战。此外，还涵盖了金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）的结构多样性及其在气体分离、选择性吸附和药物缓释方面的突破性进展。讨论了实现大规模、低成本、高均匀性纳米结构制造的关键工艺瓶颈。 第二章：智能与响应性材料的本征设计 本章探讨了具备感知、处理和响应能力的“活的”或“自适应的”材料系统。内容涵盖形状记忆合金（SMAs）和可逆聚合物的热力学驱动机制及其在软机器人和可修复结构中的应用。重点分析了电活性聚合物（EAPs）和磁流变/电磁流变流体的本构关系，以及它们在主动阻尼和仿生执行器中的性能优化。此外，本书还对自修复材料的微胶囊技术、血管化网络设计以及损伤识别与修复的实时反馈机制进行了深入的案例研究。 第三章：高熵合金与超材料：突破性能边界 本部分着重于打破传统材料设计逻辑的创新。高熵合金（HEAs）的设计哲学——通过复杂构型实现奇异的机械、热学和腐蚀性能——被系统阐述。分析了面心立方（FCC）、体心立方（BCC）及非晶态高熵合金的相稳定性、微观结构演化及其在极端环境下的长期可靠性。在超材料领域，本书超越了传统的电磁波调控，聚焦于声学超材料和机械超材料的负有效模量、拉梅系数及其在隐身技术和隔振降噪方面的潜力。详细介绍了拓扑绝缘体在边缘态导电性方面的独特物理特性及其在低能耗电子器件中的应用前景。 第二部分：面向未来的精密制造范式 本部分将材料科学的突破与先进制造技术相结合，探讨如何将这些前沿材料转化为可制造、可部署的产品。重点关注增材制造（AM）的演进、微纳加工的集成化，以及制造过程中的实时质量控制。 第四章：增材制造：从原型到工业化生产的飞跃 本书对激光粉末床熔融（LPBF）和电子束熔化（EBM）等金属增材制造技术进行了深入的工程热力学分析，特别关注了熔池的动态行为、残余应力的产生与缓解策略。在聚合物和复合材料增材制造方面，详细讨论了连续纤维增强复合材料（CFRC）的精确铺放技术（如CFF/SAF），以及如何通过梯度材料设计实现结构性能的局部优化。本章特别强调了多材料增材制造的挑战，包括界面粘结强度、不同材料间的热膨胀失配，以及如何利用数字孪生技术对复杂的增材制造过程进行预测性建模和闭环控制。 第五章：微纳尺度制造与集成 本章聚焦于构建微电子、微流控和生物医学设备所需的超高精度制造技术。系统介绍了光刻（Lithography）的极限拓展，包括极紫外光（EUV）在亚10纳米节点上的应用及光刻胶的化学优化。详细探讨了聚焦离子束（FIB）和原子层沉积（ALD）在制备超薄功能层和高深宽比结构中的关键作用。在微流控领域，本书展示了如何利用软光刻（Soft Lithography）和定向自组装（DSA）技术，经济高效地制造复杂的液体处理和分析平台，并讨论了其在即时诊断（POCT）系统中的集成挑战。 第六章：数字驱动的制造与质量保障 先进制造的未来在于数据驱动的决策和零缺陷生产。本章详细阐述了过程监测（In-Situ Monitoring）技术，如高频红外热成像和激光超声波检测，如何实时捕获制造过程中的瞬态缺陷。重点讨论了如何利用机器学习（ML）和深度学习（DL）算法处理海量的传感器数据，以建立零件性能与制造参数之间的非线性映射模型。内容涵盖预测性维护在复杂数控（CNC）和增材制造设备中的实施，以及如何通过基于模型的控制（MPC）系统，在制造过程中自动调整工艺参数以确保最终产品的结构完整性和功能精度。 第七章：可持续性与循环制造的工程路径 面对全球资源约束和环境压力，本部分探讨了工程技术如何转向更可持续的模式。本书分析了增材制造的材料利用率优势及其在减少供应链浪费中的潜力。深入研究了材料的生命周期评估（LCA）方法论，并将其整合到早期材料选择和设计阶段。重点讨论了先进的回收和再制造技术，特别是针对高性能复合材料和稀有金属的分解与纯化工艺。此外，还探讨了如何利用生物基或可降解聚合物，在保持工程性能的同时，实现产品的完全生物循环或化学回收，从而构建真正的循环经济下的工程生态系统。 本书以严谨的学术视角和前瞻性的产业洞察力，为读者描绘了材料科学与精密制造深度融合的宏伟图景，预示着下一代高性能产品和可持续工业解决方案的诞生。

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