一根鋼針為何能夠浮在水面上?荷花葉子為何能夠出淤泥而不染?往盛滿水的杯口繼續加水而水為何不溢出?雨后蜘蛛網上為何留下一串串晶瑩的水珠?蟬為何可以在雨中自如地飛行而不怕淋濕翅膀?螞蟻為何會自行聚團從而安然度過洪災?所有這些有趣而奇特的現象是如何發生的?又是如何啟發人類「向自然學習」而進行仿生設計的?讓我們一起閱讀劉建林着的《微力無邊(神奇的毛細和浸潤現象)》來尋找答案吧!
劉建林,男,1977年生於青島。2008年1月於清華大學航天航空學院獲得博士學位,現任中國石油大學(華東)工程力學系教授、博士生導師。主要研究內容包括表界面力學、仿生力學、軟物質力學等。已發表的學術論文被SCI收錄40余篇。
目錄
第1章 神奇的毛細和浸潤
1.1 表面浸潤現象
1.2 表面張力——綳在液體表面的薄膜力
1.3 曲率
1.4 光滑表面上的接觸角
1.5 毛細現象
1.6 有趣的尺寸效應
1.7 粗糙固體表面上的接觸角
第2章 植物隱藏的魔力
2.1 蓮花效應
2.2 親水基底上產生超疏水狀態的秘密
2.3 參天大樹能夠長多高
第3章 成功駕馭毛細力的智慧小動物
3.1 池塘里的溜冰者——水黽
3.2 水面承載能力最強的昆蟲——蚊子
3.3 輕松翻越彎液面的小蟲子
3.4 螞蟻救生筏
3.5 毛細棘輪效應——水鳥喙的攝食
3.6 神奇的沙漠集水本領——納米比亞沙漠甲蟲
3.7 泥漿吸水——德克薩斯角蜥
3.8 蜘蛛網截霧取水
第4章 毛細力驅動的自組裝
4.1 MEMS中的毛細粘附現象
4.2 鬼斧神工的碳納米管自組裝形貌
4.2 渾然天成的多級結構
4.2.1 壁虎的腳
4.2.2 貝殼的多級結構
4.2.3 多級毛細粘附結構
4.3 液面上互相吸引和排斥的微小物體
第5章 基於毛細效應的傳感裝置
5.1 懸臂梁傳感器
5.2 液滴-微梁傳感器
5.3 薄膜在液滴作用下的大變形
5.4 薄膜的毛細屈曲和褶皺
第6章 驅動液滴運動的司機
6.1 液滴在液體界面上的定向運動
6.2 液滴在固體表面上定向運動
第7章 不可思議的液珠彈珠
7.1 液滴彈簧
7.2 液體彈珠
7.3 液體彈珠的有趣應用
第8章 界面張力在三次采油中的作用
8.1 石油概述
8.2 二次采油之后剩余油的成因
8.3 三次采油中毛細力的作用
正文參考文獻
附錄1 托馬斯-楊之力學貢獻
附錄2 麥克斯韋對應用力學的貢獻
附錄3 細長桿彈性線模型的發展歷史
附錄4 表面浸潤的機制:最小作用量原理簡介
1.1 表面浸潤現象
1.2 表面張力——綳在液體表面的薄膜力
1.3 曲率
1.4 光滑表面上的接觸角
1.5 毛細現象
1.6 有趣的尺寸效應
1.7 粗糙固體表面上的接觸角
第2章 植物隱藏的魔力
2.1 蓮花效應
2.2 親水基底上產生超疏水狀態的秘密
2.3 參天大樹能夠長多高
第3章 成功駕馭毛細力的智慧小動物
3.1 池塘里的溜冰者——水黽
3.2 水面承載能力最強的昆蟲——蚊子
3.3 輕松翻越彎液面的小蟲子
3.4 螞蟻救生筏
3.5 毛細棘輪效應——水鳥喙的攝食
3.6 神奇的沙漠集水本領——納米比亞沙漠甲蟲
3.7 泥漿吸水——德克薩斯角蜥
3.8 蜘蛛網截霧取水
第4章 毛細力驅動的自組裝
4.1 MEMS中的毛細粘附現象
4.2 鬼斧神工的碳納米管自組裝形貌
4.2 渾然天成的多級結構
4.2.1 壁虎的腳
4.2.2 貝殼的多級結構
4.2.3 多級毛細粘附結構
4.3 液面上互相吸引和排斥的微小物體
第5章 基於毛細效應的傳感裝置
5.1 懸臂梁傳感器
5.2 液滴-微梁傳感器
5.3 薄膜在液滴作用下的大變形
5.4 薄膜的毛細屈曲和褶皺
第6章 驅動液滴運動的司機
6.1 液滴在液體界面上的定向運動
6.2 液滴在固體表面上定向運動
第7章 不可思議的液珠彈珠
7.1 液滴彈簧
7.2 液體彈珠
7.3 液體彈珠的有趣應用
第8章 界面張力在三次采油中的作用
8.1 石油概述
8.2 二次采油之后剩余油的成因
8.3 三次采油中毛細力的作用
正文參考文獻
附錄1 托馬斯-楊之力學貢獻
附錄2 麥克斯韋對應用力學的貢獻
附錄3 細長桿彈性線模型的發展歷史
附錄4 表面浸潤的機制:最小作用量原理簡介
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