本书系统介绍了游动微纳机器人的发展历史，设计、制造、驱动、控制、集群以及应用等涉及力学、机械学、材料学等交叉学科的基础知识。全书共8章。第1、2章是全书的理论基础：第1章为绪论，系统概述了游动微纳机器人研究方向；第2章介绍了游动微纳机器人涉及的流体力学、电磁学、声学、材料学、化学等交叉性基础知识。第3~8章是全书的精华，分别从微纳机器人的设计、制造、驱动、控制、集群以及应用等方面进行阐述：第3章分别从结构和材料两方面对游动微纳机器人的设计原则进行了介绍；第4章全面概述了螺旋状、管状、Janus型、生物杂化型、纳米线及其他形状游动微纳机器人的制造方法；第5章系统地介绍了化学驱动、磁场驱动、超声场驱动、光场驱动、电场驱动等常见的游动微纳机器人驱动方式；第6章主要从人工控制、趋向性控制和人工智能控制三个维度探讨了游动微纳机器人的运动控制方法；第7章在前六章内容的基础上进一步介绍了游动微纳机器人的集群行为调控方式；第8章系统地介绍了游动微纳机器人在生物医药、环境监测、微纳制造、医学成像等领域的应用研究。

本书适合机械、材料、生物、物理、化学、医学、纳米科学等相关专业的高年级本科生或研究生阅读和参考。

前辅文
第1章 绪论
  1.1 微纳机器人概述
  1.2 游动微纳机器人的发展历史
  1.3 微观世界的挑战
   1.3.1 微纳表/界面效应
   1.3.2 流体雷诺数
  1.4 游动微纳机器人的分类
   1.4.1 生物能量驱动的微纳机器人
   1.4.2 外场能量驱动的微纳机器人
   1.4.3 生物杂化微纳机器人
   1.4.4 DNA纳米机器人
  1.5 微纳机器人的潜在应用领域
   1.5.1 微纳机器人在生物医学领域的潜在应用研究
   1.5.2 微纳机器人在环境治理与分析领域的潜在应用研究
  1.6 思考题
  参考文献
第2章 微纳机器人基础知识
  2.1 流体力学知识
  2.2 电磁学知识
   2.2.1 极化理论
   2.2.2 直流电场
   2.2.3 交流电场
   2.2.4 磁学理论
  2.3 声学知识
  2.4 材料学知识
  2.5 化学知识
   2.5.1 双电层
   2.5.2 微纳机器人制备相关化学知识
  2.6 纳米医药相关知识
  2.7 微纳表征与测量方法
   2.7.1 形貌分析
   2.7.2 成分分析
   2.7.3 表界面分析
   2.7.4 物理性能分析
   2.7.5 生物跟踪成像
  2.8 思考题
  参考文献
第3章 游动微纳机器人的设计
  3.1 游动微纳机器人的设计要求
   3.1.1 结构要求
   3.1.2 材料要求
   3.1.3 尺寸要求
  3.2 从自然界微生物到游动微纳机器人
   3.2.1 生物蛋白机器人
   3.2.2 游动微生物
  3.3 游动微纳机器人的材料设计要求
   3.3.1 螺旋状
   3.3.2 纳米棒
   3.3.3 Janus型微纳机器人
  3.4思考题
  参考文献
第4章 游动微纳机器人的制造
  4.1 螺旋状微纳机器人的制造方法
   4.1.1 自巻曲技术
   4.1.2 三维激光直写技术
   4.1.3 掠射角沉积技术
   4.1.4 生物模板法
  4.2 管状微纳机器人的制造方法
   4.2.1 自卷曲技术
   4.2.2 模板辅助电化学沉积技术
   4.2.3 模板辅助层层组装技术
  4.3 Janus型微纳机器人的制造方法
   4.3.1 物理气相沉积技术
   4.3.2 双极性电极电化学沉积技术
   4.3.3 非对称封装技术
  4.4 生物杂化型微纳机器人的制造方法
   4.4.1 生物分子马达与人工合成材料结合
   4.4.2 表面生物酵修饰技术
   4.4.3 人工合成材料与细胞结合
  4.5 纳米线及其他形状微纳机器人的制造方法
   4.5.1 多孔薄膜模板电化学沉积制造纳米线微纳机器人
   4.5.2 湿法化学合成
  4.6 思考题
  参考文献
第5章 游动微纳机器人的驱动方式
  5.1 化学驱动微纳机器人
   5.1.1 气泡驱动
   5.1.2 分子型自扩散泳驱动
   5.1.3 离子型自扩散泳驱动
   5.1.4 自电泳驱动
  5.2 磁场驱动微纳机器人
   5.2.1 匀强磁场驱动
   5.2.2 梯度磁场驱动
   5.2.3 振荡磁场驱动
  5.3 超声场驱动微纳机器人
   5.3.1 驻波驱动
   5.3.2 行波驱动
  5.4 光场驱动微纳机器人
   5.4.1 光热驱动
   5.4.2 光催化驱动
   5.4.3 光镊驱动
  5.5 电场驱动微纳机器人
   5.5.1 直流电场驱动
   5.5.2 介电泳驱动
   5.5.3 感应电荷电泳驱动
   5.5.4 电转矩驱动
  5.6 思考题
  参考文献
第6章 游动微纳机器人的控制
  6.1 基于外物理场的控制
   6.1.1 磁场调控
   6.1.2 光场调控
   6.1.3 声场调控
   6.1.4 电场调控
  6.2 趋向性控制
   6.2.1 趋化性控制
   6.2.2 趋光性控制
   6.2.3 趋磁性控制
   6.2.4 趋流性控制
   6.2.5 趋重性控制
  6.3 人工智能控制
   6.3.1 人工智能导航
   6.3.2 智能路径优化
   6.3.3 多机器人协同控制
  6.4 思考题
  参考文献
第7章 游动微纳机器人集群行为调控
  7.1 化学场驱动微纳机器人集群
   7.1.1 电解质浓度梯度诱导微纳机器人集群
   7.1.2 气泡诱导微纳机器人集群
   7.1.3 分子结合诱导微纳机器人集群
  7.2 光场驱动微纳机器人集群
   7.2.1 光化学反应诱导微纳机器人集群
   7.2.2 光致物理场诱导微纳机器人集群
  7.3 超声场驱动微纳机器人集群
   7.3.1 体驻波诱导微纳机器人集群
   7.3.2 表面驻波诱导微纳机器人集群
   7.3.3 声全息图诱导微纳机器人集群
  7.4 磁场驱动微纳机器人集群
   7.4.1 流体相互作用诱导微纳机器人集群
   7.4.2 磁偶极相互作用诱导微纳机器人集群
  7.5 电场驱动微纳机器人集群
   7.5.1 图案化电极诱导微纳机器人集群
   7.5.2 静电相互作用诱导微纳机器人集群
   7.5.3 电渗流诱导微纳机器人集群
  7.6 多物理场驱动微纳机器人集群
   7.6.1 超声场-磁场诱导微纳机器人集群
   7.6.2 超声场-光场诱导做纳机器人集群
   7.6.3 电场-光场诱导微纳机器人集群
  7.7 思考题
  参考文献
第8章 游动微纳机器人的潜在应用
  8.1 药物递送
   8.1.1 货物装载与释放
   8.1.2 靶向药物递送
  8.2 生物检测及生物目标操纵
   8.2.1 生物检测
   8.2.2 生物目标操纵
  8.3 微创外科手术
  8.4 环境监测与治理
   8.4.1 环境监测
   8.4.2 环境治理
  8.5 微纳制造
   8.5.1 微尺度表面图案化加工
   8.5.2 微纳机器人自组装
  8.6 微纳机器人成像与追踪
   8.6.1 医学诊断
   8.6.2 医学成像及追踪
  8.7 总结与展望
  8.8 思考题
  参考文献
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