低维材料、结构与仿生应用设计
课程编码：1802040805X2M3002H
英文名称：Low-dimentional Materials, Structure, and Bioinspired Applications
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业课
主讲教师：吴雨辰等
教学目的要求
和仿生学研究的基本原理为主要内容，结合仿生纳米材料的前沿进展，培养学生的仿生思维和创新能力，为学生进入研究角色奠定基础，并有助于学生综合素质的提升。
预修课程
无
大纲内容
第一章 绪论 2学时 吴雨辰
第1节 仿生学研究与科技发展
第2节 低维材料研究进展
第3节 低维材料与仿生应用研究
第二章 零维材料的制备与性质 5学时 吴雨辰
第1节 材料基元维度演化：从原子分子到团簇
第2节 零维材料的可控合成：热力学与动力学
第3节 零维材料的结构表征及应用
第三章 一维限域材料、结构与仿生应用I 7学时 吴雨辰
第1节 自然界中的一维限域通道材料
第2节 一维限域通道材料的结构与性质
第3节 仿生能源：一维通道材料的应用设计
第4节 仿生传感：一维通道材料的应用设计
第四章 一维限域材料、结构与仿生应用II 6学时 吴雨辰
第1节 自然界中的纤维材料
第2节 纳米线的结构调控与性质
第3节 基于仿生原理的一维结构组装
第4节 光电功能材料基础理论
第5节 仿生光电器件：材料微加工与器件
第五章 二维材料、结构与仿生应用 9学时 孔祥玉
第1节 二维材料概述
第2节 二维材料性质：电磁学、光学、力学性质
第3节 界面性质调控二维材料性能
第4节 基于仿生原理的材料多维度组装
第5节 仿生离子筛分：二维材料的通道结构设计与应用
第6节 限域储能：基于二维材料的设计与应用
第六章 仿生多尺度材料、结构与应用 9学时 孔祥玉
第1节 仿生多尺度材料概述
第2节 从低维材料结构单元到材料组装
第3节 基于仿生原理的三维结构组装设计
第4节 仿生凝胶材料：多尺度材料结构设计
第5节 仿生智能生物材料：纳米复合材料组装
第6节 仿生力学材料：纳米复合材料结构设计
第7节 仿生超浸润界面材料：纳米复合材料设计与组装
第七章 仿生材料研究：特例讲解 2学时 孔祥玉
第1节 特例讲解
参考书
1、
仿生智能纳米材料
江雷
2015年10月
科学出版社
2、
低维分子材料与器件
成会明
2022年05月
科学出版社
3、
分子仿生
李峻柏
2015年01月
科学出版社
4、
纳米生物材料
刘昌胜
2021年07月
科学出版社
5、
纳米化学：纳米材料的化学途径
杰弗里·厄津
2015年01月
科学出版社
6、
电化学方法原理和应用
阿伦·J.巴德
2005年05月
科学出版社
7、
Springer Handbook of Nanomaterials
Robert Vajtai
2013年08月
化学工业出版社
8、
In-situ Characterization Techniques for Nanomaterials
Challa S.S.R. Kumar
2018年04月
Springer Berlin,
课程教师信息
吴雨辰，中科院理化所研究员，杰青，博导，从事仿生图案化表面与器件等领域研究。
孔祥玉，中科院理化所研究员，优青，博导，研究方向为纳米限域表界面材料的构建与功能调控；能量转换及离子基信号传导。