仿生材料化学包括哪些范畴

A. 仿生材料都有哪些

苍蝇-----小型气体分析仪。。
2。萤火虫-----人工冷光；
3。电鱼------伏特电池；
4。水母------水母耳风暴预测仪，
5。蛙眼------电子蛙眼
6。蝙蝠超声定位器的原理------探路仪”。
7。蓝藻-----光解水的装置，
8。人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究，——步行机。
9。动物的爪子------现代起重机的挂钩
10。动物的鳞甲------屋顶瓦楞
11。鱼的鳍------桨
12。螳螂臂，或锯齿草------锯子
13。苍耳属植物-------尼龙搭扣。
14。龙虾-------气味探测仪。
15。壁虎脚趾------粘性录音带
16。贝-----外科手术的缝合到补船等-
17。鲨鱼-----泳衣，
18。-鸟----飞机
19。鱼------潜水艇
动物仿生学

生物学家通过对蛛丝的研究制造出高级丝线，抗撕断裂降落伞与临时吊桥用的高强度缆索。船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。

响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装置的天然红外线感知能力的原理，研制开发出来的现代化武器。

火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。

科研人员通过研究变色龙的变色本领，为部队研制出了不少军事伪装装备。

科学家研究青蛙的眼睛，发明了电子蛙眼。

白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆，还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器—一块干胶炮弹。

美国空军通过毒蛇的“热眼”功能，研究开发出了微型热传感器。瞎御

我国纺织科技人员利用仿生学原理，借鉴陆地动物的皮毛结构，设计出一种KEG保温面料，并具有防风和导湿的功能。

根据响尾蛇的颊窝能感觉到0.001℃的温度变化的原理，人类发明了跟踪追击的响尾蛇导弹。人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯。人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。科学家根据野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具。
仿生学是人类一直使用的方法，如模仿海豚皮而构造的"海豚皮游泳衣"、科学家研究鲸鱼的皮肤时，发现其上有沟漕的结构，于是有个科学家就依照鲸鱼皮构造，造成一个薄膜蒙在飞机的表面，据实验可节约能源3%，若全国的飞机都蒙上这样的表面，每年可节约几十亿。又如有科学家研究蜘蛛，发现蜘蛛的腿上没有肌肉，有脚的动物会走，主要是靠肌肉的收缩，现在蜘蛛没有肌肉为什么会走路？经研究蜘蛛不是靠肌肉的收缩进行走路的，而是靠其中的"液压"的结构进行走路，据此人们发明了液压步行机……总之,从自然界得到启迪,模仿其结构进行发明创造.这就是仿生学. 这是我们向自然界学习的一个方面。

另一方面,我们还可基乎以从自磨锋岩然的规律中得到启迪,利用其原理进行设计(包括设计算法),这就是智能计算的思想。

智能计算

智能计算,也有人称之为"软计算"，就是借用自然界（生物界）规律的启迪，根据其原理，模仿设计求解问题的算法。如：人工神经网络技术、遗传算法、进化规划、模拟煺火技术和群集智能技术等。

群集智能（Swarm Intelligence）

群居昆虫以集体的力量，进行觅食、御敌、筑巢的能力。这种群体所表现出来的"智能"，就称之为群体智能。如蜜蜂采蜜、筑巢、蚂蚁觅食、筑巢等。从群居昆虫互相合作进行工作中，得到启迪，研究其中的原理，以此原理来设计新的求解问题的算法。

B. 仿生学的研究范围主要包括：力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。但这是什么意思呢

仿生学是一门既古老又年轻的学科。

人们研究生物体的结构与功能工作的原理，并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技，创造出适用于生产，学习和生活的先进技术。

研究范围

1、力学仿生

是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质，悄毕以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。

例如，建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑，模仿股骨结构建造的立柱，既消除应力特别集中的区域，又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构，把人工海豚皮包敷在船舰外壳上，可减少航行揣流，提高航速；

2、分子仿生

是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如，在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后，合成了一种类似有机化合物，在田间捕虫笼中旅运塌用千万分之一微克，便可诱杀雄虫；

3、能量仿生

是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程；

4、信息与控制仿生

信息与控制仿生是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。

例如，根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理，研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。已建立的神经元模型达100种以上，并在此基础上构造出新型计算机。

模仿人类学习过程，制造出一种称为“感知机”的机器，它可以通过训练，改变元件之间联系的权重来进行学习，从而能实现模式识别。此外，它还研究与模拟体内稳态，运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制，以及人-机系统的仿生学方面。

某些文献中，把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生，而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。

仿生学的范围很广，信息与控制仿生是一个主要领域。一方面由于自动化向智能控制发展的需要，另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段，使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。

人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究，大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟，生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。

控制与信息仿生和生物控制论关系密切。两者都研究生物系统中的控制和信息过程，都运用生物系统的模型。但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统；而生物控制论则从控制论的一般原理，从技术科学的理论出发，为生物行为寻求解释。

最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。其目的不在于直接复制每一个细节，而是要理解生物系统的工作原理，以实现特定功能为中心目的。—般认为，在仿生学研究中存在下列三个相关的方面：生物原型、数拆圆学模型和硬件模型。前者是基础，后者是目的，而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。

由于生物系统的复杂性，搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期，而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作，这是限制仿生学发展速度的主要原因。

5、细胞仿生学

细胞仿生学也在水过滤领域初露峥嵘，科学家们希望借用人体与植物体内存在的一种薄膜（只让水进出微生物的细胞），将海水变成饮用水。在这一思路的指导下，他们研制出了一种“水通道”滤水设备，这款配备了“内部水通道（Aquaporin Inside）”技术的纤细薄膜，有望将海水变成饮用水，让脏水变成干净水。

与此同时，光合作用过程也正被科学家们用于能源的捕获和存储领域。美国康奈尔大学萨宾设计实验室的科学家们正在研制名为“电子皮肤（eSkin）”的适应性建筑外层，这一外层利用了肺部细胞的特性，让建筑可与周围环境有效地相互作用。

很多能源问题解决方案都在采用这一原则，包括生物电池的研制等。据报道，美国犹他大学的研究人员根据人体的新陈代谢过程——几乎所有的活体微生物都用葡萄糖来制造能量，研制出了一种生物电池，这款电池用糖做燃料，用天生拥有能量转化属性的酶做催化剂。

(2)仿生材料化学包括哪些范畴扩展阅读

人类仿生

自古以来，自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。种类繁多的生物界经过长期的进化过程，使它们能适应环境的变化，从而得到生存和发展。劳动创造了人类。人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言，在长期的生产实践中，促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。

因此，人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具，从而在自然界里获得更大自由。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上，而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物，通过创造性的劳动增加自己的本领。

鱼儿在水中有自由地游来游去的本领，人们就模仿鱼类的形体造船，以木桨仿鳍。相传早在大禹时期，我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯，他们就在船尾上架置木桨。

通过反复的观察、模仿和实践，逐渐改成橹和舵，增加了船的动力，掌握了使船转弯的手段。这样，即使在波涛滚滚的江河中，人们也能让船只航行自如。

鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之，三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。

早在四百多年前，意大利人列奥纳多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖，研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机，这是世界上第一架人造飞行器。

以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试，可以认为是人类仿生的先驱，也是仿生学的萌芽。

2019年10月4日，瑞士等国研究人员开发出一种仿生假腿，可让使用者有自然“触地”的感觉，且无需大脑刻意控制设备即可行走

参考资料来源：网络-仿生学

参考资料来源：网络-仿生

C. 仿生材料简介

目录

• 1 拼音
• 2 相容性
• 3 力学性能

1 拼音

fǎng shēng cái liào

仿生材料或生物材料与工业材料的最大区别是在生理环境下使用。移植在生物体内的仿生材料，除了能达旦判到补钙的目的以外拍迟搭，对周围组织和血液不应该有不良的影响，即应具有生物相容性。另外，植入人体的仿生材料，应有足够的力学性能，不能发生脆性破裂、疲劳断裂及腐蚀破坏等，即应具有力学相容性。

2 相容性

通常，仿生材料植入人体后，都是在非常严重的腐蚀环境中使用。例如，牙科材料是在与口腔内粘膜、唾液、硬组织牙齿以及大气接触状态下使用。而整形外科材料，则与软硬组织（如筋、骨骼、肌腱）等接触，并处在血液、间质液、淋巴液、关节润滑液等液体浸蚀状态下使用。因此，仿生材料应具备的生物学条件是：一是无毒无过敏反应，具有化学稳定性；二是具有良好的耐腐蚀性；三是没有致癌性和抗原性；四是不会引起血液凝固和溶血；五是不会引起异常的新陈代谢；六是不会在生物体内变质，产生吸附物和沉淀物。

3 力学性能

仿生材料的最终使用形式是制成人体袭拿内可接受的器官或器件。因此仿生材料必须与人体结构（包括器官）的力学性能相容。为此，仿生材料应具备以下力学性能：一是有一定的静载强度（包括抗拉、压缩、弯曲和剪切强度）；二是有适当的弹性模量和硬度；三是具有耐疲劳和耐磨性；四是具有良好的润滑性。其中，解决摩擦磨损是人工关节材料的关键。

D. 有哪些东西是仿生学

仿生学科技有：

一、乌贼与侧壁气垫船

鱿鱼是一种神奇的海洋动物，被称为海洋火箭。它的最高时速可达150公里，这主要取决于它的结构简单和安全可靠的高速水射流推进器。它被模仿成一个侧壁气垫船，带有喷水推进器，每秒可达40米，能够在低于一米深的浅水中加速。

二、鱼儿与船

鱼有在水中自由移动的能力。人们模仿鱼的形状造船，用桨模仿鱼鳍。传说早在大禹时代，中国古代劳动人民就看到鱼用尾巴在水里荡来荡去，把木桨放在船尾。

经过反复的观察、模仿和实践，船舶逐渐变为橹和舵，提高了船舶的动力，掌握了船舶的转向手段。这样，即使在翻滚的河流中，人们也能使船只自由航行。

三、蝴蝶与卫星控温系统

当人造地球卫星在太空中受到强烈的阳光照射时，卫星上的各种精密仪器仪表很容易“烘烤”或“冻结”。蝴蝶的体表上长出一层薄薄的鳞片，用来调节体温。科学家们仿照蝴蝶翅膀的结构，为人造卫星的太阳能表面设计加载了一种和蝴蝶鳞片相仿的控温系统。

四、苍蝇与照相机

美国斯坦福大学电脑科学系华人博士生吴义仁，与几名研究员创制出手提“光场相机”又称蝇眼照相机。苍蝇的每只小眼能独立成像，并能迅速地分辨物体的形状和大小。

科学家模仿苍蝇的复眼，制成了“蝇眼”照相机。
这种照相机的镜头由1329块小透镜组成。它还可以拍摄电影的特技画面，使电影产生神奇的效果。昆虫的复眼是由千万个小眼组成的，由于小眼之间的相互抑制，使眼具有突出影像的边框、增大清晰度的功能。

五、长颈鹿与宇航员

长颈鹿之所以能将血液通过长长的颈输送到头部，是由于长颈鹿的血压很高。据测定，长颈鹿的血压比人的正常血压高出2倍。这样高的血压为什么不会导致长颈鹿患脑溢血而死亡呢？这和长颈鹿身体的结构有关。长颈鹿血管周围的肌肉非常发达，能压缩血管，控制血流量。

科学家由此受到启示，在训练宇航员对，设置特殊器械，让宇航员利用这种器械每天锻炼，以防止宇航员血管周围肌肉退化；在宇宙飞船升空时，科学家根据长颈鹿利用紧绷的皮肤可控制血管压力的原理，研制了飞行服“抗荷服”。抗荷服上安有充气装置，随着飞船速度的增高，抗荷服可以充入一定量的气体。

E. 仿生学有哪些

仿生学是一门跨学科的科学领域，它涉及生物学、机械工程、计算机科学、材料学等多个学科的交叉研究。以下是一些仿生学世差宽的应用领域和示例：
1.仿生材料：仿生材料是通过对自然界中生物体的结构和功能进行研究，设计和制造具有类似特性的新材料。例如，仿照莲花叶的微观结构制造的自清洁材料，仿照鲨鱼皮肤的纳米结构制造的防污材料等。
2.仿生机器人：仿生机器人是通过研究生物体的结构和行为庆岩，设计和制造与生物体类似的机器人。例如，仿照昆虫的翅膀和运动方式设计的飞行器，仿照鳄鱼的口腔和运动方式设计的水陆两栖机器人等。
3.仿生医学：仿生医学是通过研究生物体的结构和生理机能，开发和应用医疗设备和技术。例如，仿照鱼类泳鳍设计的人工心脏瓣膜，仿照蜻蜓翅膀的微结构制造的绷带等。
4.仿生建筑：仿生建筑是通过研究自然界中生物体的形态、结构和功能，设计和建造符合人类需求的建筑物。例如，仿照鸟巢设计的奥运场馆，仿照蜂巢结构设计的建筑外壳等。
5.仿搜亮生传感器：仿生传感器是通过研究生物体的感知器官和神经系统，开发和应用新型传感器。例如，仿照昆虫视觉系统设计的高灵敏度传感器，仿照鱼类的鳞片设计的压力传感器等。
这些示例只是仿生学应用的冰山一角，仿生学的研究还有很多其他方向和应用。

F. 仿生材料有什么

例1 最早开始研究并取得成功的仿生材料之一就是模仿天然纤维和人的皮肤的接触感而制造的人造纤维。对蚕或者蜘蛛吐出的丝,人类自古就有很大的兴趣,这些丝纯粹是由蛋白质构成,特别是蚕丝,具有温暖的触感和美丽的光泽。二十世纪以来,人们模仿蚕吐丝的过程研制了各种化学纤维的纺丝方法,此后又模仿生物纤维的吸湿性、透气性等服用性能研制了许多新型纤维,例如,牛奶蛋白质与丙烯晴共聚纤维(东洋纺) ,商品名为稀苤的高吸湿性纤维(旭化成) 等等。这些产品的出现显示了人类仿造生物纤维表面细微形态与内部构造取得了成功 。另外人们还对蚕的产丝体进行了卓有成效的研究(日本农业生物资源研究所) ,并且对蜘蛛丝也进行了研究(日本岛根大学) ,研究者们期待着有朝一日能够制造出与蚕丝完全一样的人造丝。
例2 在陆地上生活的动物有肺,能够分离空气中的氧气,水里的鱼有鳃,能够分离溶解在水中的氧气,供给身体使用。人们仿造这种特性,制作了薄膜材料,用于制造高浓度氧气、分离超纯水等,以达到节省能源以及高分离率的目的 。目前人们正在研制具有动物肺和鱼鳃那样功能的材料,如果研制成功的话,人类在水底世界的活动将发生一场新的革命。
例3 生物为了维持生命,能够非常高效地进行各种能量之间的相互转换,这是在广阔的生物界都能看到的现象。例如,人们对萤火虫的发光机制作了研究,其发光原因是由于化学能高效率地转化为光能。虽然人类在化学领域中已体验了遗传信息的钥匙- 核酸的魅力,在试管中实现其功能的研究也取得了很大的进步,但是像萤火虫的这种能量变换方法目前人类还做不到。随着地球上现在所使用的能源逐渐枯竭,人类寻求新能源的任务已迫在眉睫,如果能够找到象某些生物那样能够高效率地进行能量变换或者能量重组的材料与方法,将为人类的未来带来希望和光明。
例4 卵是鸟类和爬虫类生育在体外的动物的最大细胞。它的壳,是石灰质构成的,内部有卵白和卵黄。美国学者Finks 对此发表了非常有趣的假说,认为卵的结构无论从力学或者工学的观点来思考,都有许多值得学习的地方,人类现在的包装技术与之相比相形见绌。卵壳的形成过程与牙齿和骨头的发育过程相同,被称之为钙化过程,与无机和有机的界面化学相关,据有关报道,人们正在研究一种人造骨。相信在不远的将来,通过对有机和无机复合材料形成技术的研究,不仅在包装技术方面人们会学习和采用生物卵没巧燃壳的形成方式,同时在医学科学中也会开创新的领域。
例5 植物也为我们提供了许多有趣的现象,例如我们常见的西瓜是一种含水量极高的水果,在它的启发下,人们研制了一种与西瓜纤维素构造相似的超吸水性树脂,它是用特殊设计的高分子材料制造的,能够吸收超越自身重量数百倍到数千倍的水份,现在已用于废油的回收,既经济又高效。这种材料如果进一步得到完善的话,将来液体的包装和输送就可能用一种全新的技术来代替。比如,将来的饮料就不再是用现在的杯子来装,而是只要用一片薄膜即可。
例6 植物在复合材料力学宽握性能方面,也有许多独特的魅力。例如,从竹子的断面来看,一种称之为纤枯虚维束的组织密布在竹子的表皮,竹子的内部却很稀少,这样的结构形成了一种高强度的复合材料。但是当竹子还是竹笋的时候,这种纤维束在竹笋的断面上是均匀分布的,随着竹笋的生长,纤维束逐渐向外侧移动,最终形成最佳构造。再例如,树的年轮是由在冬天和夏天的生长不同而形成。这些能够方向性生长,形成高强度复合材料的过程,使人们受到了启示,最近,高分子世界已出现了研制这种方向型复合材料的动向,当然这并不是件易事。但这种成长型复合材料,也将是复合材料未来的研究方向之一。
例7 最后再举一例,用手触摸含羞草的叶片,它就会像动物那样收缩。在这一种启发下,日本奥林巴斯公司的植田康弘研制了一种可以伸到小肠里的内视镜,他在内视镜的筒状部分使用了一种与含羞草叶片表面结构相似的弹性膜材料,它在肠道流体的压力下,会沿着轴向自动伸长或弯曲,从而使内视镜的筒状部分与肠道保持同一形状。
抱歉，楼主，从网上抄的，有点长