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磁致伸縮生物傳感器系統(tǒng)理論和技術(shù)

磁致伸縮生物傳感器系統(tǒng)理論和技術(shù)

定 價(jià):¥59.00

作 者: 張克維
出版社: 機(jī)械工業(yè)出版社
叢編項(xiàng):
標(biāo) 簽: 暫缺

ISBN: 9787111625025 出版時(shí)間: 2019-06-01 包裝: 平裝
開本: 16開 頁(yè)數(shù): 208 字?jǐn)?shù):  

內(nèi)容簡(jiǎn)介

  《磁致伸縮生物傳感器系統(tǒng)理論和技術(shù)》共5章,第1章為緒論,主要介紹了研究背景、常規(guī)檢測(cè)技術(shù)及生物傳感技術(shù)原理和優(yōu)缺點(diǎn);第2章為磁致伸縮生物傳感器換能材料磁性物理基礎(chǔ),介紹了與磁致伸縮生物傳感器換能材料相關(guān)的磁學(xué)基礎(chǔ)理論,包括磁學(xué)物理量、物質(zhì)的磁性、磁疇結(jié)構(gòu)、磁化及磁性能等;第3章為磁介質(zhì)中的電磁場(chǎng),介紹了與磁致伸縮生物傳感器驅(qū)動(dòng)力相關(guān)的電磁場(chǎng)基礎(chǔ)理論,包括麥克斯韋方程、時(shí)諧電磁場(chǎng)在空間的傳播、平面波在介質(zhì)中的傳播、波動(dòng)方程、渦流損耗等;第4章為磁致伸縮彈性體振動(dòng),介紹了與磁致伸縮生物傳感器系統(tǒng)緊密相關(guān)的振動(dòng)基礎(chǔ)理論,包括單自由度振動(dòng)、多自由度振動(dòng)、連續(xù)彈性體無阻尼受迫振動(dòng)、阻尼受迫振動(dòng)、模態(tài)分析等;第5章為磁致伸縮生物傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)和檢測(cè)技術(shù),介紹了磁致伸縮生物傳感器的制備與檢測(cè)技術(shù)、靈敏度影響因素、系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論、當(dāng)前的不足及未來的發(fā)展趨勢(shì)。

作者簡(jiǎn)介

  張克維, 2010年12月獲美國(guó)奧本大學(xué)材料科學(xué)系博士學(xué)位, 2011年1月至2012年1月任美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室博士后?,F(xiàn)任太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副院長(zhǎng),副教授,碩士生導(dǎo)師,2015年度山西省高等學(xué)校青年學(xué)術(shù)帶頭人,2016年度山西省高等學(xué)?!?31”領(lǐng)軍人才,2018年度山西省“三晉英才”支持計(jì)劃青年人才,主要從事納米材料、磁功能材料制備、表征及其在生物傳感器和驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用領(lǐng)域的研究。 2014年至2016年成功主持國(guó)家青年科學(xué)基金項(xiàng)目《無線無源微型生物導(dǎo)彈技術(shù)研究》,揭示了磁致伸縮彈性體在交變磁場(chǎng)中發(fā)生“蛇移”現(xiàn)象的物理原因和動(dòng)力學(xué)本質(zhì),為高頻電磁場(chǎng)控制微型生物導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)創(chuàng)建了新技術(shù)、填補(bǔ)新理論。 近年來,主持1項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,6項(xiàng)省部級(jí)科研項(xiàng)目及2項(xiàng)山西省人才支持計(jì)劃項(xiàng)目。發(fā)表學(xué)術(shù)論文35篇,其中以首作者/通訊作者發(fā)表SCI論文16篇, 出版英文專著1部,授權(quán)發(fā)明專利11件,擔(dān)任《Journal of Sensors》的客座編輯及《Sensors and Actuators A: Physical》、《Smart Materials and Structures》等多個(gè)SCI源期刊特邀審稿人。

圖書目錄

目 錄

前言
第1章 緒論 1
1.1 常見食源性病菌 1
1.2 常規(guī)檢測(cè)技術(shù) 3
1.2.1 平板菌落計(jì)數(shù)法 3
1.2.2 酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法 5
1.2.3 聚合酶鏈反應(yīng) 7
1.2.4 熒光免疫分析法 8
1.2.5 放射免疫分析法 9
1.3 生物傳感器概述 9
1.3.1 生物傳感器系統(tǒng)的組成 9
1.3.2 生物傳感器系統(tǒng)的常見種類 11
第2章 磁致伸縮生物傳感器換能材料磁性物理基礎(chǔ) 18
2.1 原子磁矩 18
2.2 磁化及磁化強(qiáng)度 21
2.3 物質(zhì)的磁性 22
2.4 磁疇結(jié)構(gòu) 28
2.5 物質(zhì)的磁化 31
2.6 磁性物質(zhì)的基本現(xiàn)象 36
第3章 磁致伸縮生物傳感器換能材料中的電磁場(chǎng) 40
3.1 麥克斯韋方程 40
3.1.1 全電流定律 41
3.1.2 復(fù)矢量形式的麥克斯韋方程 42
3.1.3 限定形式的麥克斯韋方程 43
3.2 電磁波的波動(dòng)方程 44
3.2.1 無源區(qū)電磁波的波動(dòng)方程 44
3.2.2 有源區(qū)電磁波的波動(dòng)方程 45
3.3 電磁場(chǎng)的達(dá)朗貝爾方程 45
3.4 電磁場(chǎng)的邊界條件 46
3.5 坡印廷定理和坡印廷矢量 53
3.5.1 坡印廷定理 53
3.5.2 等效復(fù)介電常數(shù)和復(fù)磁導(dǎo)率 55
3.5.3 平均坡印廷矢量和復(fù)數(shù)形式的坡印廷定理 57
3.6 理想介質(zhì)中的均勻平面波 60
3.6.1 理想介質(zhì)中的均勻平面波函數(shù) 61
3.6.2 理想介質(zhì)中的均勻平面波的傳播特點(diǎn) 62
3.7 導(dǎo)電媒質(zhì)中的均勻平面波 66
3.7.1 導(dǎo)電媒介中的均勻平面波函數(shù) 66
3.7.2 弱導(dǎo)電媒介中的均勻平面波函數(shù) 69
3.7.3 良導(dǎo)體中的均勻平面波函數(shù) 70
3.7.4 色散媒質(zhì)中電磁波的群速 73
3.8 磁化鐵氧體中的均勻平面波 74
3.8.1 磁化鐵氧體中的張量磁導(dǎo)率 75
3.8.2 磁化鐵氧體中的均勻平面波 78
3.9 平面波的極化特性 79
3.10 均勻平面電磁波在邊界上的反射及透射 82
3.10.1 均勻平面電磁波向平面分界面的垂直入射 82
3.10.2 均勻平面電磁波向多層邊界面的垂直入射 87
3.11 雙材料磁致伸縮換能器的渦流計(jì)算 89
3.11.1 雙材料內(nèi)部磁場(chǎng)強(qiáng)度分布 90
3.11.2 換能器復(fù)合材料內(nèi)部磁場(chǎng)強(qiáng)度和渦流分布 94
3.12 常見電磁場(chǎng)傳播方程的求解 100
3.12.1 直角坐標(biāo)系的分離變量法 100
3.12.2 極坐標(biāo)系下的分離變量法 103
3.12.3 球坐標(biāo)系下的分離變量法 106
第4章 磁致伸縮彈性體振動(dòng) 112
4.1 有阻尼單自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng) 112
4.1.1 過阻尼狀態(tài)(ζ >1) 113
4.1.2 欠阻尼狀態(tài)(ζ <1) 114
4.1.3 臨界阻尼狀態(tài)(ζ =1) 116
4.2 簡(jiǎn)諧激勵(lì)下有阻尼單自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng) 116
4.2.1 簡(jiǎn)諧激勵(lì)下受迫振動(dòng)的解 116
4.2.2 簡(jiǎn)諧激勵(lì)下穩(wěn)態(tài)振動(dòng)響應(yīng)的特點(diǎn) 119
4.3 任意周期激勵(lì)下有阻尼單自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng) 126
4.3.1 周期激勵(lì)下的受迫振動(dòng) 126
4.3.2 非周期激勵(lì)下的受迫振動(dòng) 127
4.3.3 積分變換法求解非周期激勵(lì)下的受迫振動(dòng) 131
4.4 簡(jiǎn)諧激勵(lì)下有阻尼多自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng) 135
4.4.1 二自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng) 136
4.4.2 三自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng) 137
4.5 拉格朗日方程 139
4.6 模態(tài)疊加法對(duì)運(yùn)動(dòng)解耦 143
4.7 簡(jiǎn)諧激勵(lì)下連續(xù)系統(tǒng)的受迫振動(dòng) 148
4.7.1 磁致伸縮彈性桿的縱向自由振動(dòng) 148
4.7.2 磁致伸縮彈性桿的縱向受迫振動(dòng) 154
4.7.3 磁致伸縮彈性梁的自由彎曲振動(dòng) 157
4.7.4 磁致伸縮彈性梁的橫向受迫振動(dòng) 161
4.7.5 懸臂梁無阻尼強(qiáng)迫振動(dòng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng) 161
4.7.6 微懸臂梁傳感器的應(yīng)用 163
第5章 磁致伸縮生物傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)和檢測(cè)技術(shù) 164
5.1 磁致伸縮生物傳感器系統(tǒng)的功能模塊 164
5.1.1 磁致伸縮生物傳感器系統(tǒng)的組成 164
5.1.2 磁致伸縮生物傳感器信號(hào)激勵(lì)檢測(cè)設(shè)備及其原理 166
5.2 頻域技術(shù)檢測(cè) 167
5.3 時(shí)域技術(shù)檢測(cè) 172
5.4 磁致伸縮生物傳感器的制備 175
5.4.1 磁致伸縮換能器的制備 175
5.4.2 生物探針的固定 176
5.4.3 病菌檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置 177
5.5 MSP生物傳感器對(duì)病菌的檢測(cè) 178
5.5.1 沙門氏菌的檢測(cè) 178
5.5.2 大腸桿菌的檢測(cè) 181
5.5.3 金黃色葡萄球菌的檢測(cè) 181
5.5.4 阻斷劑對(duì)磁致伸縮生物傳感器性能的影響 182
5.6 MSMC生物傳感器對(duì)病菌的檢測(cè) 184
5.7 MSP生物傳感器對(duì)食

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