کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5464327 1517426 2017 32 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Functional gradients and heterogeneities in biological materials: Design principles, functions, and bioinspired applications
ترجمه فارسی عنوان
شیب عملکردی و ناهمگونی مواد بیولوژیکی: اصول طراحی، توابع و برنامه های کاربردی زیستی
کلمات کلیدی
شیب، ناهمگونی، مواد زیستی، بیوسیپیراسیون، مواد درجه بندی شده عملکردی،
ترجمه چکیده
ارگانیسم های حیوانی به طور هوشمندانه، شیب های عملکردی و ناهمگونی را برای ایجاد مواد بیولوژیکی با کارایی بالا از انتخاب انتخاب عناصر و ترکیبات نسبتا محدود در طول تکامل و انتخاب بلند مدت به وجود آورده اند. ترجمه چنین انگیزه های طراحی شده به مواد مصنوعی طیفی از راه های امکان پذیر را به سوی خواص و ویژگی های بی سابقه ارائه می دهد که برای استفاده های عملی در زمینه های مختلف مهندسی و پزشکی مطلوب است. در اینجا، ما فرم های پایه طراحی و اصول شیب های طبیعی در مواد بیولوژیکی را بررسی می کنیم و در مورد توابع و مزایایی که آنها به ارگانیسم ها ارائه می دهند، بحث می کنیم. این گرادیان اساسا با تغییرات ترکیبات شیمیایی / ترکیبات شیمیایی محلی و ویژگی های ساختاری درگیر در ترتیب، توزیع، ابعاد و جهت گیری واحدهای ساختمان مرتبط است. رابط های مرتبط با مواد بیولوژیکی همیشه شیب های موضعی را نشان می دهند و شیب های مختلف به طور کلی در طول مقیاس های چندگانه در همان مواد یکپارچه می شوند. طراحی و کاربرد بیوفیزیکی مواد درجه بندی مصنوعی که پارادایم های طبیعی آنها را تقلید می کند، بازنگری می شوند و تکنیک های پردازش در حال ظهور مورد نیاز برای تکرار شیب های بیولوژیکی توصیف می شود. انتظار می رود که در آینده شیب های بیوفیزیکی و ناهمگونی ها نقش مهمی در توسعه مواد با کارایی بالا برای برنامه های کاربردی پیچیده تر بازی کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی مواد فناوری نانو (نانو تکنولوژی)
پیش نمایش مقاله
شیب عملکردی و ناهمگونی مواد بیولوژیکی: اصول طراحی، توابع و برنامه های کاربردی زیستی
چکیده انگلیسی
Living organisms have ingeniously evolved functional gradients and heterogeneities to create high-performance biological materials from a fairly limited choice of elements and compounds during long-term evolution and selection. The translation of such design motifs into synthetic materials offers a spectrum of feasible pathways towards unprecedented properties and functionalities that are favorable for practical uses in a variety of engineering and medical fields. Here, we review the basic design forms and principles of naturally-occurring gradients in biological materials and discuss the functions and benefits that they confer to organisms. These gradients are fundamentally associated with the variations in local chemical compositions/constituents and structural characteristics involved in the arrangement, distribution, dimensions and orientations of the building units. The associated interfaces in biological materials invariably demonstrate localized gradients and a variety of gradients are generally integrated over multiple length-scales within the same material. The bioinspired design and applications of synthetic functionally graded materials that mimic their natural paradigms are revisited and the emerging processing techniques needed to replicate the biological gradients are described. It is expected that in the future bioinspired gradients and heterogeneities will play an increasingly important role in the development of high-performance materials for more challenging applications.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Progress in Materials Science - Volume 88, July 2017, Pages 467-498
نویسندگان
, , , ,