性状、原理、行为以及 相互作用，从而为工程技术提供新的设计思想、 工作原理和系统构成的技术科学. “ 学习自然界的现象作为技术创新的模式” 的 基本概念. 1960年，在美国俄亥俄州召开第一届仿生讨论 会，收到28篇论文。美国学者J.E.斯梯尔提出 “bionics” 一词，他将其定义为：仿生学是研 究模仿生物系统方式，或是以具有生物系统特 征的方式，或是以类似于生物系统方式的系统 科学
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一种非洲白蚁巢穴及内部结构
The interior of a typical mound of the South African termitid Amitermes hastatus
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感觉器官与仿生
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触角及其上的传感器
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一些蜂类具有敏锐的听觉
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自然界中存在的天然生物材料有着人工材 料无法比拟的优越功能。材料学家做不出 具有高强度和高韧性的动物牙釉质；海洋 中坚固又耐蚀的贝壳等。生物都是由简单 而且廉价的无机和有机材料通过自组装而 形成，但具有精巧的结构。 1992年，美国的秋季材料研讨会增加 了“受生物系统启发的材料研究” （Materials Research Inspired by Biological Systems）这一分会，标志着 仿生材料受到广泛的关注 。
模仿昆虫外部形态及其特征，构建 实用的技术系统或制造产品。 模仿的形态包括：体表形态结构、 翅的色彩花纹、翅的鳞片结构、足的 形状、昆虫巢穴形态及结构等。
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仿蝴蝶色彩花纹形态构建军事伪装设施
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蝴蝶翅膀鳞片仿生
然置 功 度 阳 模 变不 实 而 光 仿 化断 现 调 照 蝴 的变 对 节 射 蝶 控化 人 体 方 翅 制而 造 温 向 面 。引 卫 的 自 上 起星原动的 温由理变鳞 度于，换片 骤位成角随
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仿生材料学
仿生材料学是仿生学的一个重要分支，是指从分子水 平上研究生物材料的结构特点、构效关系，进而研发 出类似或优于原生物材料的一门新兴科学，是化学、 材料学、生物学、物理学等学科的交叉。 人类研究仿生决不是简单的模仿，而是学习自然界生 物精妙结构后的再度升华。 仿生材料学自诞生以来即获得了迅速的发展，特别是 美日等发达国家近年来更是投入了大量的资金和人力 抢先开展多方面的研究和产品开发，获得了惊人的进 步.例如，在天然生物的层状结构特征及其仿生材料 和非层状结构特征及其仿生材料的研制方面，以及动 物的皮毛状结构及其仿生设计方面都有许多成功的范 例。
第九章 仿生材料
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仿生学 ?
从自然到技术的思想或概念，对应的英文单词： Bionics (仿生) Biomimetics (仿生)
Bionics取自拉丁文“bios” (生命方式)和词尾“nic”(具 有……性质的).
Biomimesis (生物拟态)
Biognosis (生命论/生物论)
bio-inspiration (生物灵感)
乳突直径为2.89±0.32um，距离9.61±2.92um， 纳米管平均直径为30~60nm， 静态接触角约为1600，滚动角约30。
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蜘蛛丝的结构与仿生
最早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。蚕或者蜘蛛吐出的 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。 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和蜘蛛丝 进行了卓有成效的研究，研究者们期待有朝一日能够制造 出与蚕丝完全一样的人造丝。
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疏水——自然界的 启发
水滴在荷叶，鹅毛等 表面随意地滚动。
1999年，Barthlott 和Neihuis认为：自 清洁的特征是由于 粗糙表面上的微米 结构的乳突以及表 面蜡状物的存在共 同引起的； 乳突的平均直径为 5~9um
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碳纳米管法(江雷等): 纳米结构与微米结构结合产生低滚动角
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筑 巢
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日本的蜂巢式旅馆
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吉林大学生物与农业工程学院
体表微结构与仿生－防伪技术
某些种类的蝴蝶（如：大凤蝶）的翅 膀颜色是黄、蓝色，但看起来却是闪闪发 光的绿色。原因乃是布满蝴蝶翅膀上的微 型小坑对光线的反射，人眼无法将从坑底 反射的黄色光与周围两次反射的兰色光区 分开来，从而感觉到的是绿色。研究如何 仿照蝴蝶翅膀表面细微结构开发新型防伪 技术（如防伪纸币或信用卡）已成为仿生 学家的课题。
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9.1 生物材料的特征
1、复合特征
地球上的生物材料几乎都是复合材料， 其优良比能靠其组分的复合来保证。而 且生存下来的生物大多数都符合环境的 要求，并成功地达到了优化水平。如骨 骼是由羟基磷灰石和骨纤维构成的复合 材料，不仅强度高，而且韧性好，对该 特征的研究将推动对材料的微观和宏观 优化设计。
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仿生学：生命科学、物质科学、信息科 学、工程技术、数学与力学、系统科 学等多学科的交叉. 仿生学可应用于所有技术领域和大多数 应用领域.
生活中的仿生学
凤蓬草 鱼尾 人眼晶状体 生物电 鸟
轮子 船橹 透镜 电池 飞机
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昆虫是地球上分布 最广的动物
天 地 地 水 上 上 下 中 飞 爬 钻 游
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昆虫形态的仿生
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西瓜纤维素的结构与仿生
植物为我们提供了很多有趣的现象，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分， 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 来的饮料就不再用现在的杯子来装，而是只要用 一片薄膜就可。