Biomimetics in Materials Science: Self-Healing, Self-Lubricating, and Self-Cleaning Materials

بیومیمتیک در علم مواد یک بررسی نظری و عملی جامع از مواد بیومیمتیک با خواص خود ترمیم شوندگی، خود روان کننده و خود تمیز شوندگی ارائه می دهد. این سه موضوع ارتباط نزدیکی با هم دارند و زمینه های مطالعاتی به سرعت در حال توسعه را تشکیل می دهند. زمینه مواد خود ترمیم شونده نیاز به درک مفهومی جدیدی از این فناوری بیومیمتیک دارد که در تضاد با فرآیندهای مهندسی سنتی مانند سایش و خستگی است. بیومیمتیک در علم مواد اولین تک نگاری است که به این مواد اختصاص داده شده است. یک چارچوب نظری جدید برای این فرآیندها بر اساس مفهوم ساختار چند مقیاسی آنتروپی و ترمودینامیک غیرتعادلی همراه با بررسی دقیق فناوری موجود ارائه شده است. مورد دوم شامل نتایج تجربی، مدل‌سازی و شبیه‌سازی است که بر روی مواد خود ترمیم شونده/روغنکار/تمیزکننده از زمان ظهور آنها در دهه گذشته به دست آمده است.

Biomimetics in Materials Science provides a comprehensive theoretical and practical review of biomimetic materials with self-healing, self-lubricating and self-cleaning properties. These three topics are closely related and constitute rapidly developing areas of study. The field of self-healing materials requires a new conceptual understanding of this biomimetic technology, which is in contrast to traditional engineering processes such as wear and fatigue. Biomimetics in Materials Science is the first monograph to be devoted to these materials. A new theoretical framework for these processes is presented based on the concept of multi-scale structure of entropy and non-equilibrium thermodynamics, together with a detailed review of the available technology. The latter includes experimental, modeling, and simulation results obtained on self-healing/lubricating/cleaning materials since their emergence in the past decade.