Biomimetyczne metody wytwarzania materiałów
Katarzyna Konopka
rok wydania: 2013
stron: 72
format: B5
oprawa: miękka
wydawnictwo: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
Praca jest kontynuacją książki "Wzorce z Natury w technice i inżynierii materiałowej" wydanej przez OWPW w 2011 roku. Treścią książki są zagadnienia związane z intensywnie rozwijanym w ostatnich latach kierunkiem nauki zwanym biomimetyką. Kierunek ten opiera się na wykorzystaniu we współczesnej technice wzorców pochodzących z Natury. W prezentowanej publikacji przedstawiono nowoczesne metody wytwarzania materiałów oparte na zasadach istniejących w Naturze. Metody te zapewniają materiałom naturalnym bardzo złożone struktury hierarchiczne od skali atomowej aż do skali makro, tworząc ostateczną postać umożliwiającą pełnienie często bardzo złożonych i różnorodnych funkcji. Wytwarzanie w ten sposób materiałów określane jest jako budowanie atom po atomie. Naturalne procesy formowania struktur biologicznych stwarzają ogromne możliwości wykorzystania ich w inżynierii materiałowej do wytwarzania materiałów syntetycznych.
W pracy przedstawiono przykłady wytwarzania materiałów w oparciu o wzorce procesów naturalnych. Większość z nich dotyczy metod, które pozwalają na syntezę materiałów na skalę laboratoryjną. Oznacza to konieczność prowadzenia intensywnych prac nad wdrożeniem tych metod do skali przemysłowej, co jest dużym wyzwaniem technologicznym. Istotne jest również uwzględnienie w procesie wytwarzania nowego podejścia projektowego, nastawionego na tzw. gotowy element.
SPIS TREŚCI:
Wprowadzenie 7
1. BUDOWANIE MATERIAŁÓW ATOM PO ATOMIE 9
1.1. Rozwój wiedzy o budowie materiałów 9
1.2. Metody bottom-up 13
1.3. Metody top-down 17
2. PROJEKTOWANIE I MODELOWANIE BIOMIMETYCZNE MATERIAŁÓW 19
3. METODY WYTWARZANIA MATERIAŁÓW BIOMIMETYCZNYCH 24
3.1. Metody odwzorowywania naturalnych struktur 25
3.1.1. Sztuczna łapa gekona 25
3.1.2. Sztuczny liść lotosu 28
3.1.3. Niektóre metody wytwarzania nanostruktur według naturalnego wzorca 31
3.2. Metody wytwarzania biomimetycznych materiałów dla medycyny 33
3.3. Metody wytwarzania materiałów z wykorzystaniem naturalnych mechanizmów 40
3.3.1. Biomineralizacja węglanu wapnia 42
3.3.2. Biomineralizacja hydroksyapatytu wapnia 45
3.3.3. Biomineralizacja krzemionki 48
3.4. Synteza celulozy 52
4. SAMOORGANIZUJĄCE SIĘ STRUKTURY BIOMIMETYCZNE 57
Podsumowanie 62
Bibliografia 63
