Biological Micro- and Nanotribology: Nature’s Solutions

بسیاری از چالش های عمده ای که علم مهندسی امروزی با آن مواجه است به کوچک سازی مربوط می شود. در این زمینه، با مطالعه راه‌حل‌های طبیعت می‌توان به پیشرفت‌های حیاتی دست یافت: حشرات و سایر موجودات زنده بسیاری از مشکلات مشابه را در طول تکامل خود حل کرده‌اند. میکروبیولوژیکی و نانوریبولوژی با هدف جمع آوری اطلاعات در مورد اصطکاک، چسبندگی و سایش در چنین سیستم های بیولوژیکی و بهره برداری از این دانش جدید، به عنوان مثال. در طراحی سیستم های میکرو الکترومکانیکی، توسعه انواع جدیدی از روانکاری تک لایه، اختراع چسب های جدید، و ساخت اتصالات مصنوعی. با استفاده از ترکیبی از رویکردها از چندین رشته - فیزیک، مهندسی، تریبولوژی، زیست شناسی و علم مواد - نویسندگان اصول انواع سیستم های بیومکانیکی را که بر سطوح اصطکاکی یا ترشحات چسبنده برای چسباندن بخش هایی از بدن به آن متکی هستند، توضیح می دهند. به یکدیگر یا اتصال موجودات به یک بستر. این گزارش نقطه شروع بسیار خوبی برای مهندسان و فیزیکدانانی است که با سیستم های بیولوژیکی کار می کنند و برای زیست شناسانی که اصطکاک و چسبندگی را مطالعه می کنند. همچنین به عنوان مقدمه ای ارزشمند برای دانشجویان فارغ التحصیل که وارد این حوزه تحقیقاتی بین رشته ای می شوند، خواهد بود.

Many of the major challenges facing today's engineering science are related to miniaturization. In this field, vital progress can be made by studying Nature's solutions: Insects and other living creatures have solved many of the same problems during their evolution. Biological micro- and nanotribology aims to gather information about friction, adhesion and wear in such biological systems and to exploit this new knowledge, e.g. in the design of micro-electro- mechanical systems, the development of novel types of monolayer lubrication, the invention of new adhesives, and the construction of artificial joints. By employing a combination of approaches from several disciplines -- physics, engineering, tribology, biology, and materials science -- the authors elucidate the principles of a variety of biomechanical systems that rely on frictional surfaces or adhesive secretions to attach parts of the body to one another or to attach organisms to a substrate. This account provides an excellent starting point for engineers and physicists working with biological systems and for biologists studying friction and adhesion. It will also serve as a valuable introduction for graduate students entering this interdisciplinary field of research.