微观奇迹：自然启发的微纳科技

书名：微观奇迹：自然启发的微纳科技

作者：原丽花、李国强、王远

书号：978-7-5689-5703-8

责任编辑：席远航

定价：48.00元

开本：16

成品尺寸：170mm×240mm   

印张：5.5   

字数：76千字   

页数：88

编辑推荐

《微观奇迹：自然启发的微纳科技》是一部引领读者探秘微观世界、领略前沿科技魅力的科普佳作。其以生动活泼的笔触，带领我们走进仙人掌、水稻叶、北极熊等大自然的“设计师”世界，揭示它们表面微纳结构中蕴藏的生存智慧。作者巧妙融合仿生学与微纳制造技术，讲述了科研人员如何从荷叶的自清洁、麦芒的集水等自然现象中获得灵感，并利用飞秒激光等尖端技术，创造出具有定向输水、智能防冰、高效集雾等神奇功能的人工界面。

全书图文并茂，案例新颖，不仅展现了跨学科研究的创新火花，更展望了微纳仿生科技在解决水资源、能源、环境等全球性挑战中的无限潜力。这是一场从自然汲取灵感，用科技塑造未来的思想盛宴，适合所有对自然奥秘和前沿科技怀有好奇心的读者。

内容简介

《微观奇迹：自然启发的微纳科技》系统而生动地介绍了微纳仿生科技这一前沿交叉领域。该技术通过模仿自然界生物体精妙的微观结构与宏观功能，结合先进的微纳制造工艺，设计和制备出具有特定优异性能的人工材料、器件或系统。

主要内容围绕微纳仿生科技的发展历程与核心应用展开。开篇概述了该技术从理论萌芽到快速发展的进程，及其多学科融合、应用广泛的现状。随后，通过五个精彩纷呈的章节，深入剖析了具体的仿生案例与研究故事：

第一章以仙人掌为灵感，讲述如何模仿其锥刺结构，并结合雪花分形设计，利用飞秒激光加工与表面润湿性调控技术，制备出能高效收集雾气并实现液滴定向输送、汇聚乃至化学反应的仿生超润湿界面。

第二章聚焦水稻叶和动物毛发，探索如何将水稻叶的各向异性排水微槽与类似狗毛甩水的磁响应振荡微柱阵列相结合，创造出能通过磁场精确操控液滴运动，甚至实现类似荷叶、水稻叶、玫瑰花瓣三种表面状态可逆切换的智能仿生结构。

第三章揭秘麦芒的生存技能，阐释其表面锥形脊柱与梯度凹槽结构如何实现高效雾滴捕捉与定向输送，并进一步通过3D打印技术仿生制备出高性能集雾多级器件，为干旱地区的水资源收集提供了创新思路。

第四章探讨北极熊毛发与蚊子复眼的启发，介绍如何融合北极熊毛发的中空光热结构与蚊子复眼的抗反射疏水特性，开发出即贴即用、兼具白天光热除冰与夜间低冰黏附防冰功能的双仿生薄膜，为应对结冰危害提供了绿色解决方案。

第五章结合玫瑰花瓣与荷叶的奇特效应，阐述如何设计并制备具有分层凹坑结构的超疏水表面。这种表面能显著缩短液滴接触时间、延迟结冰并降低冰黏附强度，在飞机防/除冰等领域展现出重要应用价值，体现了从自然灵感走向工程实践的完整科研路径。

最后，展望微纳仿生科技的未来趋势：向更智能响应（感知环境、自修复、可编程）、更强极限突破（适应极端环境、操控复杂流体）及更优系统融合（跨尺度集成、多功能一体、绿色制造）的方向发展，旨在为解决全球性资源、环境与能源挑战贡献关键力量。

贯穿真实的科研叙事与丰富的图示，将深奥的科技原理转化为引人入胜的探索之旅，充分展现了“师法自然，造化神奇”的科技魅力。

作者简介

原丽花，毕业于湖北美术学院，工业设计专业。现于西南科技大学，制造科学与工程学院，工业设计专业任教。主要从事产品设计、人机交互设计、视觉传达设计、插画设计等方向的理论研究与设计创作。负责的视觉传达设计工作室创作的插画等作品，多次在科技竞赛中获奖，其中省级奖项20余项，国家级奖项6项。参加西南科技大学第四届教师实践教学竞赛，获理工一组一等奖；参加西南科技大学第十三届青年教师教学竞赛，获工科组二等奖；参加第四届全国高校教师教学创新大赛，获新工科中级及以下组，省级三等奖。主持四川省科技厅自科基金1项，主持2项教改项目。参编2本教材，发表论文8篇，曾获西南科技大学年度优秀教师代表、优秀指导教师等荣誉。

李国强，教授、博士生导师，毕业于中国科学技术大学。四川省高层次人才专家、四川省科技创新人才计划、四川省自然科学基金杰出青年基金入选者、第三批全国高校黄大年式教师团队核心成员。主要从事超快激光微纳制造和高精密3D/4D打印制造的基础研究与应用研究。曾入选全国高校“双带头人”教师党支部书记工作室、中国科学院院长奖、中国科学院“百篇优博”学位论文、四川省劳模创新工作室负责人等荣誉和称号。2018年以第一发明人研发的基于微纳制造技术的“含油污水净化及溢油回收装置”荣获第46届日内瓦国际发明特别金奖。在国际顶级和著名学术期刊如Nat. Commun., Nano-Micro Lett.等发表高质量学术论文 80 余篇，以唯一作者出版英文专著 1 部。受理和授权国家发明专利20余项。承担了国家重点研发计划、国家自然科学基金、四川省自然科学基金杰出青年基金项目等课题20余项。

王远，男，博士，硕导，西南科技大学特聘副教授。主要从事基于超快激光制造的仿生润湿性调控表面研究，在飞机防除冰技术开发方面有着丰富的研究经验。曾获学校优秀博士毕业论文奖，主研四川省杰出青年科学基金，主持四川省自然科学基金青年基金、空天飞行空气动力科学与技术全国重点实验室开放基金等6项课题，在ACS Nano, Advanced Functional Materials, Nano Letters, Small, Materials Horizons, Energy conversion and management, Energy等国内外著名学术期刊发表论文10余篇，授权发明专利2项。