本书为“材料先进成型与加工技术丛书”之一。作者系统介绍了生物过程启示的材料制备新技术思想和研究思路，并对国内外研究进展进行了梳理和总结。第1章介绍了生物过程启示的材料制备新技术思想的提出；第2？7章介绍了生物矿化启示的材料制备新技术，包括基于生物活体平台、天然生物质诱导、重组蛋白调控、类蛋白物质诱导的合成与制备，并归纳了基于矿化机制的制备新技术；第8章介绍了光合作用启示的材料合成；第9章介绍了基于其他天然生物系统平台的材料合成和制备；第10章介绍了生物过程启示的微观增材制造；第11章总结全书，并对 未来发展方向进行了展望。
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材料科学与工程1. 自蔓延燃烧还原反应技术制备二硼化钛陶瓷粉料的工业应用与开发，国家科技进步三等奖，1997年；
2. 结构/功能复合化新型导电陶瓷的设计，国家技术发明二等奖，2012年（第一完成人），本书依托项目；
3. 系列特种陶瓷材料制备新技术与服役行为研究，国家技术发明二等奖：2015年（第一完成人），本书依托项目。
目录
总序
前言
第1章 绪论 1
1.1 仿生材料 2
1.1.1 仿生结构与机械性能 2
1.1.2 仿生结构与功能特性 8
1.2 生物过程启示的材料制备新技术 13
参考文献 16
第2章 生物矿化的启示 19
2.1 生物矿化与生物矿物 19
2.1.1 生物矿化 19
2.1.2 生物矿物 20
2.2 常见生物矿物的结构和功能 22
2.2.1 贝壳 22
2.2.2 骨骼 25
2.2.3 牙釉质 26
2.3 生物矿化的科学原理 28
2.3.1 晶体生长机制 28
2.3.2 有机质的调控作用 30
2.3.3 离子的传输方式 31
2.4 生物矿化对材料制备的启示 32
2.4.1 生物矿物结构与仿生材料 32
2.4.2生物矿化启示的合成与制备 32
参考文献 33
第3章 基于生物活体平台的材料制备 35
3.1 生物活体平台 36
3.1.1 植物 36
3.1.2 贝壳（珍珠生长系统） 39
3.2 植物体内无机材料合成 42
3.2.1 贵金属 42
3.2.2 其他无机材料 47
3.3 贝壳调控的无机材料合成 48
3.3.1 二氧化钛光催化剂 48
3.3.2 a-Fe203介观晶体 52
3.3.3 Sn02/石墨烯复合材料 55
3.3.4 其他无机材料 57
参考文献 58
第4章 天然生物质诱导无机材料的合成与制备 60
4.1 天然生物大分子 60
4.1.1 纤维素 61
4.1.2 几丁质 64
4.1.3 胶原 67
4.1.4 其他有机质 79
4.2 微生物 82
4.2.1 细菌 83
4.2.2 噬菌体 86
4.2.3 其他微生物 89
参考文献 91
第5章 重组蛋白调控材料的合成 98
5.1 矿化相关蛋白质的功能 98
5.1.1 静电作用 99
5.1.2 催化作用 101
5.1.3 界面识别 103
5.1.4 组装诱导 104
5.2 重组蛋白的合成方法 106
5.3 调控材料的合成与应用 107
5.3.1 金属/合金颗粒 107
5.3.2 无机矿物 109
参考文献 114
第6章 类蛋白物质诱导的合成与制备 118
6.1 人工合成聚合物诱导的合成与制备 118
6.1.1 聚氨基酸 118
6.1.2 聚电解质 122
6.1.3 嵌段共聚物 125
6.2 无机离子或小分子化合物诱导的合成与制备 129
6.2.1 金属阳离子 129
6.2.2 阴离子 131
6.2.3 小分子 133
参考文献 139
第7章 基于矿化机制的制备新技术 143
7.1 以无定形相为前驱体的材料制备新技术 143
7.1.1 基于无定形相的新结构设计 144
7.1.2 基于无定形相的新材料制备 149
7.2 基于限域空间的材料新结构设计 .155
7.2.1 限域空间对反应动力学的调控原理 156
7.2.2 生物体限域空间的构建及其在材料制备中的应用 157
7.2.3 人工限域空间的构建方法及其在材料制备中的应用 163
参考文献 170
第8章 光合作用启示的材料合成 174
8.1 概述 174
8.2 光合作用的能量转化机制 176
8.2.1 绿色植物及藻类 176
8.2.2 细菌 180
8.3 人工光合系统的构建 181
8.3.1 构建原理 181
8.3.2 自然光合作用系统的提取 185
8.3.3 半导体模拟光系统 189
8.4 光合作用启示的材料合成 193
8.4.1 光生电子驱动的材料合成 193
8.4.2 光生空穴驱动的材料合成 199
8.4.3 光生电子与空穴驱动的材料合成 203
8.4.4 生物矿化与光合作用相结合的材料制备 206
参考文献 209
第9章 基于其他天然生物系统平台的材料合成和制备 213
9.1 其他天然生物系统平台的启示 213
9.2 零维纳米材料在天然生物系统平台的合成和制备 214
9.2.1 金属纳米粒子 214
9.2.2 过渡金属硫化物（量子点） 224
9.2.3 氧化物纳米结构 229
9.3 —维材料的天然生物系统平台的合成和制备 230
9.3.1 天然动物丝 230
9.3.2 利用生物平台对动物丝的改性 232
9.4 小结 239
参考文献 239
第10章 生物过程启示的微观增材制造 245
10.1 自然界的增材制造 245
10.2 纳米尺度：DNA自组装 245
10.3 牙釉质启示的增材制造 250
10.4 贝壳珍珠层启示的增材制造 258
10.5 螃蟹壳启示的增材制造 263
10.6 生物过程启示的微观增材制造 264
参考文献 265
第11章 展望 269
关键词索引 271
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