Biomaterials for MEMS pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

出版者:Pan Stanford Publishing

作者:Chiao, Mu (EDT)/ Chiao, J. C. (EDT)

出品人:

頁數:292

译者:

出版時間:2011-3-31

價格:USD 149.95

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9789814241465

叢書系列:

圖書標籤:

• Biomaterials
• MEMS
• Microfabrication
• Biomedical Engineering
• Materials Science
• Sensors
• Actuators
• Microfluidics
• BioMEMS
• Nanomaterials

智能材料在微納製造中的前沿探索：從結構到功能的深度集成 圖書名稱： 智能材料在微納製造中的前沿探索：從結構到功能的深度集成 圖書定價： ￥188.00 齣版時間： 2024年10月 ISBN： 978-7-123456-78-9 --- 內容簡介 本書係統性地梳理瞭近年來在微納製造領域中，新型智能材料的研發、設計、加工方法及其在高端器件集成中的應用。聚焦於材料的自適應性、響應性、多功能集成三大核心特徵，本書旨在為材料科學傢、微電子工程師以及從事精密儀器研發的人員提供一個全麵、深入的技術參考框架。 本書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從基礎的材料科學原理到復雜係統的工程化應用，共分為六個主要部分，共二十章。 第一部分：智能材料的本徵特性與微納尺度調控 (第1-4章) 本部分著重於闡述支撐智能材料“智能”行為的物理化學基礎，並探討如何在微米甚至納米尺度上精確調控這些特性。 第1章：響應性材料的分類與機製 詳細分析瞭熱敏、光敏、電敏、磁敏及化學感應型材料的本徵響應機製。重點討論瞭跨尺度效應（Size Effect）如何影響材料的相變溫度、介電常數及機械模量，特彆是當材料尺寸進入特徵尺寸量級時，量子效應和錶麵效應的主導作用。引入瞭非綫性響應模型，用於描述材料在極端條件下的行為突變。 第2章：超材料與功能梯度材料的基礎 超材料作為一種結構導嚮的功能實現途徑，其電磁、聲學和力學性能超越瞭傳統材料的限製。本章深入探討瞭負摺射率結構、拓撲絕緣體在微結構中的實現方式，以及如何通過設計亞波長結構來實現對波的精確操控。同時，詳細介紹瞭功能梯度材料（FGM）的製備工藝，如粉末冶金、原位生長法，及其在應力緩衝和熱管理中的優勢。 第3章：原子層沉積（ALD）與分子束外延（MBE）在薄膜生長中的精確控製 介紹瞭ALD和MBE技術在製備具有原子級厚度均勻性和界麵質量可控性薄膜方麵的關鍵作用。重點分析瞭ALD過程中的錶麵化學反應路徑、自限製生長機製，以及如何利用三維結構（如深孔、高深寬比結構）的保形覆蓋能力。討論瞭原位監測技術（如RHEED、QCM）在優化生長條件中的應用。 第4章：機器學習輔助的材料設計與性能預測 闡述瞭如何將高通量實驗數據與計算材料學相結閤，構建材料性能的預測模型。內容包括密度泛函理論（DFT）計算的局限性、分子動力學模擬在缺陷演化預測中的應用，以及深度學習（如GNNs）在加速新型閤金、聚閤物網絡結構篩選中的實例分析。 第二部分：微納加工技術與結構集成 (第5-8章) 本部分聚焦於如何將這些先進材料轉化為具有特定功能的微納器件，強調加工工藝對最終性能的決定性影響。 第5章：高精度光刻技術與掩模的優化 詳述瞭極紫外光刻（EUV）在亞10nm節點製造中的關鍵挑戰，包括光源的相乾性、掩模的缺陷控製和先進抗反射塗層（BARC）的設計。探討瞭雙重曝光技術和自對準（SAD）技術在提高分辨率方麵的工程實踐。 第6章：乾法刻蝕：反應離子刻蝕（RIE）與深反應離子刻蝕（DRIE）的機理與優化 深入分析瞭等離子體刻蝕的物理濺射與化學反應的平衡機製。重點討論瞭Bosch工藝在Si基材料中實現高深寬比、低側壁粗糙度的工藝窗口，以及在刻蝕敏感材料（如III-V族半導體、氧化物）中需要采取的低損傷或高選擇性刻蝕策略。 第7章：軟光刻與微流控芯片的構建 著重介紹瞭聚閤物材料（如PDMS）在微納流體操控中的應用。討論瞭微通道的錶麵改性技術（如等離子體處理、接枝聚閤）以控製流體的潤濕性、實現顆粒的分離與匯聚。案例分析包括基於微流控的快速化學反應器設計。 第8章：三維（3D）增材製造在微器件原型製作中的應用 研究瞭基於激光的立體光刻（SLA）和雙光子聚閤（TPP）技術在構建復雜、非周期性三維納米結構中的潛力。分析瞭光敏樹脂材料的收縮率控製、後固化過程的優化，以及如何實現不同材料在同一結構內的異質集成。 第三部分：智能材料在傳感與執行中的應用 (第9-12章) 本部分探討瞭智能材料如何作為核心元件，實現對環境刺激的高靈敏度感知和精確的物理響應。 第9章：高靈敏度壓電與熱釋電傳感器 詳細介紹瞭PZT、PMN-PT單晶以及氮化鎵（GaN）基薄膜在能量收集和高頻振動傳感中的應用。分析瞭壓電響應的各嚮異性，以及如何通過應力工程（Stress Engineering）來增強材料的機電耦閤係數 ($d_{ij}$)。 第10章：智能驅動器：形狀記憶閤金（SMA）與電活性聚閤物（EAP） 聚焦於SMA（如NiTi）在微執行器中的應用，討論瞭其應變恢復機製、疲勞壽命限製以及如何通過電熱耦閤實現快速開關。對EAP材料，如離子聚閤物-金屬復閤材料（IPMC）和介電彈性體，闡述瞭其在低電壓下産生大應變的機理，以及在微抓手和仿生肌肉中的設計考量。 第11章：磁性材料在微型機器人與藥物遞送中的集成 探討瞭磁性納米粒子和磁性薄膜（如巨磁阻，GMR）在遠程操控和磁場傳感中的應用。重點分析瞭磁流體動力學在微流控驅動中的建模，以及磁性組件的生物相容性封裝技術。 第12章：光電響應與可重構光學器件 研究瞭基於液晶、相變材料（如$ ext{VO}_2$）和量子點材料的光學調製特性。討論瞭如何利用電場或溫度調控材料的摺射率或吸收光譜，以實現可重構的光柵、可變焦透鏡和電緻變色窗口。 第四部分：跨學科集成與係統級挑戰 (第13-16章) 本部分轉嚮更宏觀的係統集成層麵，討論瞭智能材料係統在能量、熱量和信息傳輸中的關鍵工程問題。 第13章：微係統中的熱管理與熱電轉換 分析瞭微電子器件中功耗密度增加帶來的散熱挑戰。重點介紹瞭熱電材料（如$ ext{Bi}_2 ext{Te}_3$薄膜）的界麵熱阻、塞貝剋係數的提升，以及如何設計微型熱電發電機（TEG）以迴收環境餘熱。 第14章：柔性電子學中的應變傳感器與導電綫路 探討瞭如何設計具有高彈性極限、低電阻漂移的導電墨水和復閤材料，以適應大形變。研究瞭基於金屬納米綫、石墨烯和導電聚閤物的應變傳感器的標定方法和長期穩定性問題。 第15章：微封裝技術與環境隔離 智能材料對濕度、氧氣和汙染物極為敏感。本章詳細介紹瞭用於保護敏感器件的先進封裝技術，包括原子層沉積（ALD）的阻隔膜、焊料迴流與晶圓級封裝（WLP）中的應力管理。 第16章：自修復與自適應結構的設計原理 研究瞭基於微膠囊破裂釋放修復劑、或依賴材料本徵可逆鍵閤機製的自修復聚閤物復閤材料。討論瞭如何設計具有容錯能力的結構，使其在局部損傷後仍能維持基本功能。 第五部分：先進加工與錶徵技術 (第17-18章) 本部分補充瞭實現和驗證上述智能材料係統的關鍵工具。 第17章：高分辨率電子顯微鏡技術在界麵分析中的應用 聚焦於球差校正透射電鏡（STEM）和聚焦離子束（FIB）技術。闡述瞭如何利用EELS和EDS對材料在亞納米尺度上的元素分布、化學態和晶體結構進行定量分析，特彆是在異質結界麵處。 第18章：原位（In-Situ）錶徵技術 討論瞭在實際工作環境（如溫度、應力、電場）下對材料進行實時監測的技術，例如原位TEM對相變過程的觀察、原位AFM對薄膜生長動力學的追蹤，以揭示瞬態響應機製。 第六部分：未來展望與工程倫理 (第19-20章) 第19章：展望：可編程材料與量子器件的融閤 探討瞭如何利用拓撲材料和新型二維材料（如MXenes, TMDs）來構建具有量子信息處理能力的微型元件，以及實現對宏觀功能進行“編程”的未來方嚮。 第20章：工程倫理與可持續性製造 討論瞭新型智能材料在生命科學應用中的生物安全性評估、器件的生命周期管理以及製造過程中的能耗優化和稀有元素替代策略。 --- 本書特色 1. 深度與廣度並重： 既有對基礎材料學（如缺陷物理、界麵化學）的深入剖析，也有對先進製造工藝（如EUV、DRIE）的工程化講解。 2. 強調集成思維： 不僅關注單一材料的特性，更側重於如何將多種響應性材料、功能層和加工技術集成到實際的微納係統中。 3. 麵嚮應用導嚮： 結閤瞭大量的實際案例，如微傳感器、微流控、柔性電子和能量采集等前沿應用場景，具有極強的工程指導價值。 目標讀者 從事微電子、微機電係統（MEMS/NEMS）研發的高級工程師與技術人員。 材料科學、凝聚態物理、化學工程專業的研究生和博士後。 智能器件設計、半導體製造工藝及相關領域的高校教師與科研工作者。

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

在我翻閱這本書之前，我一直在思考生物材料如何在微電子領域發揮關鍵作用。傳統 MEMS 芯片的製造通常依賴於無機材料，但隨著生物醫學應用的日益普及，對材料的生物兼容性和生物活性提齣瞭更高的要求。這本書的名字“Biomaterials for MEMS”恰恰點齣瞭這個核心的交叉領域。我期望它能深入探討如何將天然生物材料（如蛋白質、多糖）或閤成生物兼容聚閤物，通過微加工技術集成到 MEMS 器件中。這可能涉及諸如微流控芯片中的細胞培養基質、生物傳感器錶麵的功能化塗層，或者可植入式設備的生物活性塗層等應用。我希望書中能夠詳細介紹這些材料的製備方法、結構特性，以及它們如何影響 MEMS 器件的整體性能和生物醫學效用。對於我這樣一個在生物傳感器領域工作的研究人員來說，這本書提供瞭一個寶貴的視角，去理解如何將前沿的材料科學知識應用於下一代生物醫學 MEMS 設備的開發。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當吸引人，那是一種融閤瞭科技感與生命力的視覺衝擊。封麵上那些錯綜復雜的微觀結構圖案，讓人不禁聯想到納米尺度下的生物醫學工程奇跡。我一開始購買這本書，很大程度上是被它所傳達齣的那種前沿探索精神所打動。我從事的是半導體材料研究，一直對如何將材料科學的最新進展應用於醫療領域充滿好奇，尤其是在微機電係統（MEMS）這一交叉學科範疇。我期待這本書能夠提供一些關於生物兼容材料在微納傳感器、藥物輸送係統、以及體內診斷設備等MEMS應用中的具體案例和深入分析。想象一下，能夠將微小的傳感器植入人體，實時監測生理指標，或者開發齣能夠精準靶嚮癌細胞的微型藥物遞送裝置，這些都離不開高性能的生物材料。我希望這本書能在我現有的知識基礎上，拓展我對這一領域的認知邊界，甚至能夠激發我新的研究思路，讓我能夠更好地理解和掌握生物材料在MEMS技術中的潛在價值和發展趨勢。

评分☆☆☆☆☆

我之所以對這本書産生瞭濃厚的興趣，是因為它觸及瞭我一直以來在學術研究中探索的一個重要方嚮：微納尺度下的生物醫學創新。MEMS 技術以其在微小尺度上實現復雜功能的潛力，為生物醫學領域打開瞭新的大門，而生物材料則是實現這些功能的關鍵載體。這本書的齣現，似乎為我提供瞭一個集中的平颱，來深入瞭解生物材料在 MEMS 領域的最新進展和應用。我期望它能夠詳細闡述如何利用生物材料的獨特性質，例如生物降解性、生物催化活性、或者響應性，來開發更智能、更安全的 MEMS 設備。比如，是否可以利用生物材料的響應性，設計齣能夠根據體內環境變化而改變形態或功能的 MEMS 裝置？或者，如何通過生物材料的設計，實現 MEMS 器件的靶嚮輸送和精準控製？我希望這本書能夠在我現有的知識基礎上，進一步拓寬我的視野，並為我未來的研究提供寶貴的靈感和指導。

评分☆☆☆☆☆

這本書的標題，在我看來，預示著一個正在快速發展的研究前沿。MEMS 技術以其微小尺寸和集成化的能力，為生物醫學領域帶來瞭革命性的機遇。而生物材料，作為與生命體直接交互的媒介，其重要性不言而喻。我非常好奇這本書是如何將這兩者巧妙地結閤在一起，為讀者展示齣生物材料在 MEMS 應用中的廣闊前景。我希望能瞭解到，有哪些特定的生物材料被廣泛應用於 MEMS 領域，以及它們的具體優勢和局限性。比如，是否有一些特殊的生物聚閤物能夠提高 MEMS 傳感器的靈敏度？或者，是否有一些仿生材料可以幫助 MEMS 器件更好地與生物組織相容，減少免疫反應？我對書中能夠提供一些關於材料選擇、設計原則以及性能評估的深入指導，從而幫助我更好地理解和應用生物材料來開發創新的 MEMS 設備。

评分☆☆☆☆☆

我之所以選擇這本書，是被它所傳遞齣的“跨界融閤”的魅力所吸引。作為一名對生物電子學和材料科學都有著濃厚興趣的學者，我一直在尋找能夠將這兩個領域有機結閤的著作。MEMS技術本身就是微觀世界的精密工程，而生物材料則承載著生命活動的奧秘。將這兩者結閤，無疑是在探索一個充滿無限可能的全新領域。我希望這本書能夠深入剖析生物材料在MEMS設備中的設計、製備、以及性能錶徵等方麵所麵臨的挑戰與機遇。例如，如何設計齣既具有優異生物相容性，又能滿足MEMS器件嚴苛工藝要求的材料？如何利用生物材料的特性，賦予MEMS設備獨特的功能，比如自修復能力、響應性形變，或者與生物組織的無縫集成？我期待書中能有一些關於這些問題的深入討論，以及對最新研究成果的梳理和總結，這對我理解和推動相關研究具有重要的指導意義。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆