Micro Systems and Devices for (Bio)chemical Processes, Volume 38 (Advances in Chemical Engineering) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Academic Press

作者:Schouten, J C 编

出品人:

页数:272

译者:

出版时间:2010-07-14

价格:USD 224.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780123744586

丛书系列:

图书标签:

Microfluidics
Lab-on-a-Chip
Biochemical Engineering
Chemical Engineering
Microreactors
Biosensors
Miniaturization
Process Intensification
Analytical Chemistry
Biotechnology

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具体描述

This volume of Advances in Chemical Engineering presents the latest developments in microsystems and devices for biochemical processes.

* Updates and informs the reader on the latest research findings using original reviews

* Written by leading industry experts and scholars

* Reviews and analyzes developments in the field

《微型系统与装置在（生物）化学过程中的应用：技术革新与前沿展望》本书深入探讨了微型系统与装置在推动（生物）化学过程领域实现突破性进展的核心作用。随着科学技术的飞速发展，传统的大规模化学反应器和分析方法正面临效率瓶颈、能耗高昂、资源浪费以及潜在安全风险等挑战。在此背景下，微流控技术、微反应器、微传感器等微型系统与装置以前所未有的精度、效率和灵活性，为解决这些难题提供了全新的视角和强大的工具。本书汇集了化学工程、生物工程、材料科学、微电子工程等多个学科的顶尖研究成果，系统地阐述了微型系统与装置在（生物）化学过程中的设计理念、制造技术、性能优化以及实际应用。我们不仅仅关注基础理论的研究，更着眼于将前沿技术转化为实际生产力，赋能从实验室研究到工业化生产的各个环节。核心内容聚焦：一、微型系统与装置的设计与制造：本书详细介绍了构建微型系统与装置的关键技术，包括微纳加工技术（如光刻、蚀刻、3D打印）、微流控通道的设计与优化、微阀门和微泵的集成、以及新型微结构材料的选择与应用。我们将探讨如何根据不同的（生物）化学过程需求，设计出具有特定功能和优异性能的微型器件。例如，针对高选择性分离、高效催化反应、精确药物递送等任务，微流控芯片的通道几何形状、表面改性以及多层集成策略将是重点讨论的范畴。二、微型系统在催化过程中的革新：微反应器因其极高的比表面积、优异的传质传热性能以及精准的温度和压力控制能力，成为提升催化效率和选择性的有力武器。本书将深入剖析微反应器在均相催化、多相催化、光催化、电催化以及酶催化等领域的应用。我们将分析微通道结构对反应动力学和传质过程的影响，探讨如何通过多相集成（如固定床、流化床）和高效催化剂负载策略，实现更温和的反应条件、更低的能耗和更少的副产物生成。特别地，在一些高风险或强放热反应中，微反应器的固有安全性优势将得到充分展现。三、微型系统在分离与纯化中的突破：微流控分离技术，如微型色谱、微型膜分离、微型电泳以及微型萃取，为复杂样品的高效、快速、低成本分离纯化提供了可能。本书将详细介绍不同微流控分离机制的原理，分析影响分离效率的关键参数，并展示其在蛋白质组学、代谢组学、环境监测以及药物开发中的实际应用案例。例如，微型液相色谱（μ-HPLC）可以在极小的样品量和溶剂消耗下实现高分辨率的分离；微型超滤或纳滤装置则能在低能耗下实现生物大分子的选择性富集。四、微型系统在生物过程中的赋能：在生物技术领域，微型系统与装置的应用更是日新月异。本书将重点关注微流控技术在细胞培养、单细胞分析、DNA/RNA测序、高通量药物筛选、生物传感器以及生物反应器设计中的应用。例如，微流控芯片可以模拟体内微环境，为细胞培养提供更精准的控制，从而优化细胞生长和产物生成；微型生物反应器则能够实现在极小体积内进行高效的微生物发酵或酶促反应，特别适用于一些对环境要求苛刻或成本敏感的生物过程。五、微型系统与装置的集成与智能化：未来的（生物）化学过程将朝着集成化、自动化和智能化的方向发展。本书将探讨如何将多个微型功能模块（如反应、分离、检测）集成到同一芯片上，构建“化学实验室 on a chip”（Lab-on-a-Chip）或“生物实验室 on a chip”（Bio-Lab-on-a-Chip）系统。同时，我们将深入研究如何结合先进的传感技术、数据分析算法以及人工智能，实现对微型系统运行过程的实时监控、智能调控和预测性维护，进一步提升（生物）化学过程的效率、稳定性和可靠性。六、应用前景与挑战：本书的最后部分将展望微型系统与装置在（生物）化学过程中的广阔应用前景，包括但不限于精细化学品合成、新药研发、环境治理、食品安全检测、能源转化以及生物医学诊断等领域。同时，我们也将客观分析当前技术发展面临的挑战，例如规模化生产的成本问题、多学科交叉人才的培养、标准化与互操作性、以及法规与安全标准等，并对未来的研究方向提出建议，以期为读者提供一个全面而深刻的洞察。本书适合化学工程、生物工程、材料科学、分析化学、生物技术等领域的科研人员、工程师、研究生以及对微型系统与装置在（生物）化学过程中的应用感兴趣的各界人士。通过阅读本书，您将能够深入理解微型系统与装置如何重塑（生物）化学过程，激发创新灵感，并为相关领域的未来发展贡献力量。