目錄
總序 i
摘要 v
Abstract xvii
下
第五章 生物分子馬達 1051
第一節(jié) 生物分子馬達簡介 1051
一、分子馬達分類 1052
二、平動馬達一例：驅(qū)動蛋白 1053
三、轉(zhuǎn)動馬達一例：ATP合酶 1054
四、非持續(xù)馬達一例：肌球蛋白Ⅱ 1055
第二節(jié) 研究進展及現(xiàn)狀 1056
一、分子馬達的實驗研究 1056
二、分子馬達的理論研究 1067
第三節(jié) 基礎(chǔ)及應(yīng)用研究中的前沿問題 1070
一、基礎(chǔ)研究的前沿問題 1071
二、分子馬達的應(yīng)用研究 1076
第四節(jié) 未來5~10年重點發(fā)展方向 1079
參考文獻 1080
第六章 細胞骨架 1086
第一節(jié) 學(xué)科發(fā)展背景和現(xiàn)狀 1092
一、細胞骨架的動態(tài)穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 1092
二、蛋白質(zhì)單元組裝成細胞骨架纖維 1094
三、細胞骨架的速率方程 1096
第二節(jié) 細胞骨架的前沿問題 1109
一、細胞骨架伴隨著核苷酸水解 1109
二、動態(tài)不穩(wěn)定性 1120
三、踏車現(xiàn)象 1122
四、肌動蛋白纖維的長度擴散 1123
五、細胞骨架的力學(xué)性質(zhì) 1126
第三節(jié) 未來5~10年重點發(fā)展方向 1131
第四節(jié) 結(jié)語 1132
參考文獻 1133
第七章 細胞軟物質(zhì)力學(xué)及其在生理病理機制中的作用 1136
第一節(jié) 引言 1136
第二節(jié) 學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀及前沿問題 1138
一、細胞軟物質(zhì)力學(xué)的表征和測量方法 1138
二、細胞的主要軟物質(zhì)力學(xué)行為及其特征 1140
三、細胞軟物質(zhì)行為的理論模型 1145
四、細胞內(nèi)吞及其力學(xué)行為 1149
五、細胞軟物質(zhì)力學(xué)的學(xué)科前沿問題 1156
第三節(jié) 未來5~10年重點發(fā)展方向 1163
參考文獻 1164
第八章 生物大分子的靜電學(xué) 1173
第一節(jié) 引言 1173
第二節(jié) 學(xué)科發(fā)展背景和現(xiàn)狀 1175
一、生物大分子靜電學(xué)的物理基礎(chǔ)和計算方法 1175
二、與電泳相關(guān)的靜電相互作用 1178
三、與蛋白質(zhì)相關(guān)的靜電相互作用 1179
四、用于蛋白質(zhì)計算各種層級的靜電學(xué)模型 1181
五、靜電學(xué)原理和計算方法在生物大分子中的應(yīng)用 1183
六、應(yīng)用實例 1185
第三節(jié) 生物大分子靜電學(xué)的前沿問題 1188
第四節(jié) 未來5~10年重點發(fā)展方向 1189
一、生物大分子附近平衡離子分布和動力學(xué) 1189
二、蛋白質(zhì)相關(guān)的靜電效應(yīng) 1191
三、RNA折疊相關(guān)的靜電學(xué)問題 1192
四、電泳相關(guān)的靜電學(xué)問題 1192
第五節(jié) 結(jié)語 1192
參考文獻 1193
第九章 癌細胞信號處理的生物物理建模 1196
第一節(jié) 引言 1196
第二節(jié) 癌細胞物理學(xué)研究發(fā)展歷程 1198
一、腫瘤物理學(xué)研究的興起和必要性 1198
二、癌細胞信號處理的物理建模研究的特點和歷程 1199
第三節(jié) 最近十年研究進展 1201
一、癌細胞信號網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)建模 1201
二、癌細胞群體相互作用、增殖和遷移理論 1207
三、腫瘤臨床治療方案及其療效模擬 1211
第四節(jié) 癌細胞理論研究的前沿學(xué)科問題和發(fā)展方向 1213
一、關(guān)于細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制的研究 1213
二、關(guān)于基因表達調(diào)控機制的研究 1214
三、關(guān)于生物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、動力學(xué)和功能的研究 1215
參考文獻 1215
第十章 細菌運動的物理生物學(xué) 1218
第一節(jié) 引言 1218
第二節(jié) 細菌動力學(xué)的背景和現(xiàn)狀 1220
一、細菌的自驅(qū)動運動 1220
二、細菌與界面的相互作用 1222
三、細菌的群體運動及自組織行為 1223
四、細菌趨化性能、信息交流及群體響應(yīng) 1226
第三節(jié) 目前細菌動力學(xué)的前沿問題 1227
一、細菌馬達的生物及物理機制 1227
二、細菌集群運動的生物及物理機制 1228
三、細菌動力學(xué)的研究與活性軟物質(zhì)領(lǐng)域的交叉關(guān)系 1229
四、細菌動力學(xué)研究引發(fā)的仿生學(xué)及生物材料方面的應(yīng)用 1230
第四節(jié) 展望今后十年可能實現(xiàn)的重大研究進展 1230
一、弄清細菌馬達的力學(xué)及統(tǒng)計物理機制 1230
二、建立細菌集群運動的清楚的物理機制 1231
三、細菌動力學(xué)的研究成果會給活性軟物質(zhì)領(lǐng)域展示多種機制 1231
四、細菌動力學(xué)的研究引發(fā)一些仿生學(xué)及生物材料方面的應(yīng)用 1231
第五節(jié) 結(jié)語 1232
參考文獻 1232
第十一章 納米顆粒與蛋白以及細胞膜等的相互作用 1241
第一節(jié) 引言 1241
第二節(jié) 最近二三十年的研究進展 1243
第三節(jié) 代表性研究案例簡介——理論與實驗的結(jié)合 1245
第四節(jié) 學(xué)科前沿問題 1252
第五節(jié) 未來5~10年學(xué)科發(fā)展趨勢 1252
參考文獻 1253
第十二章 生物信息大數(shù)據(jù)挖掘 1258
第一節(jié) 引言 1258
第二節(jié) 學(xué)科發(fā)展背景和現(xiàn)狀 1258
一、發(fā)展背景 1258
二、研究現(xiàn)狀 1259
第三節(jié) 前沿問題 1263
一、如何在不斷增長的海量生物數(shù)據(jù)下構(gòu)建動態(tài)學(xué)習(xí)模型 1263
二、多源異質(zhì)生物數(shù)據(jù)遷移學(xué)習(xí)模型一直備受關(guān)注 1265
三、面向生物數(shù)據(jù)層次隱含信息挖掘的深度學(xué)習(xí)理論與方法 1267
四、多源異質(zhì)生物數(shù)據(jù)挖掘平臺的建設(shè) 1268
第四節(jié) 未來5~10年重點發(fā)展方向 1271
一、面向海量生物數(shù)據(jù)的動態(tài)學(xué)習(xí)新框架 1271
二、多源異質(zhì)生物數(shù)據(jù)遷移學(xué)習(xí)算法 1271
三、優(yōu)化生物信息領(lǐng)域的深度學(xué)習(xí)方法，提升深度網(wǎng)絡(luò)模型的可解釋性 1272
第五節(jié) 結(jié)語 1273
參考文獻 1273
第七篇 軟物質(zhì)交叉領(lǐng)域
第一章 抗污染、智能、便攜式可穿戴微流控器件 1279
第一節(jié) 引言 1279
第二節(jié) 發(fā)展歷程 1282
第三節(jié) 最近二三十年的研究進展 1284
第四節(jié) 學(xué)科前沿問題 1286
第五節(jié) 與實際需求結(jié)合的重大問題 1287
第六節(jié) 未來5~10年學(xué)科發(fā)展趨勢 1290
參考文獻 1292
第二章 活性物質(zhì)動力學(xué) 1294
第一節(jié) 引言 1294
第二節(jié) 學(xué)科發(fā)展背景和現(xiàn)狀 1295
一、Vicsek模型 1296
二、極性活性物質(zhì)：Toner-Tu連續(xù)體模型 1298
三、非極性活性物質(zhì)：連續(xù)體理論 1300
第三節(jié) 前沿問題 1303
一、活性物質(zhì)中的物相類型 1303
二、活性物質(zhì)中的相變 1303
三、團簇，相分離 1303
四、邊界效應(yīng) 1304
五、活性物質(zhì)的動力學(xué)和流變行為 1304
六、活性物質(zhì)對外場的相應(yīng) 1304
七、活性物質(zhì)的實際應(yīng)用 1304
第四節(jié) 未來5~10年重點發(fā)展方向 1305
一、進一步發(fā)展連續(xù)體理論 1305
二、活性物質(zhì)體系的模擬和理論分析的結(jié)合研究 1305
三、對理論預(yù)言的實驗驗證 1305
四、利用先進的介觀尺度的流體模擬方法來研究活性膠體溶液 1305
五、開發(fā)活性物質(zhì)的實際應(yīng)用 1306
第五節(jié) 結(jié)語 1306
參考文獻 1307
第三章 智能軟聚合物及其應(yīng)用 1310
第一節(jié) 引言 1310
第二節(jié) 發(fā)展歷程 1312
一、形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料 1312
二、介電彈性體電活性聚合物 1316
第三節(jié) 最近二三十年的研究進展 1321
一、形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料 1321
二、介電彈性體材料 1334
第四節(jié) 學(xué)科前沿問題 1344
第五節(jié) 與實際需求結(jié)合的重大問題 1346
一、變形/承載一體化、變剛度技術(shù) 1347
二、輕質(zhì)/大輸出力驅(qū)動器技術(shù) 1347
三、多物理場耦合作用條件下智能材料的力學(xué)測試方法 1348
第六節(jié) 未來5~10年學(xué)科發(fā)展趨勢 1348
一、自感知、自適應(yīng)、自修復(fù)智能軟聚合物及結(jié)構(gòu)的設(shè)計與研制 1348
二、智能軟聚合物及結(jié)構(gòu)多場耦合條件下的本構(gòu)理論建立 1349
三、智能軟聚合物實驗方法的發(fā)展及其結(jié)構(gòu)力學(xué)性能和失效行為表征 1349
參考文獻 1350
第四章 場誘導(dǎo)智能軟物質(zhì)材料 1366
第一節(jié) 引言 1366
第二節(jié) 學(xué)科發(fā)展背景和現(xiàn)狀 1367
一、磁流變液 1368
二、電流變液 1370
三、巨電流變液的重大突破 1373
第三節(jié) 軟物質(zhì)智能材料的前沿問題 1377
第四節(jié) 未來5~10年發(fā)展趨勢 1379
參考文獻 1380
第五章 基于生物礦化構(gòu)建的“生物-材料”復(fù)合體 1383
第一節(jié) 引言 1383
第二節(jié) 礦化與調(diào)節(jié) 1385
第三節(jié) 生物-材料復(fù)合體的制備 1386
一、層層自組裝 1387
二、離子鍵合 1389
三、自生長 1390
四、基因工程 1392
五、其他方法 1394
第四節(jié) 基于功能材料外殼的生物體改性 1395
一、細胞保護 1395
二、細胞儲存 1397
三、熱穩(wěn)定性 1399
四、無須冷藏的疫苗 1400
五、生物隱身 1402
六、抗原掩蔽 1403
七、光合系統(tǒng)改進 1404
八、生物產(chǎn)氫 1405
九、生物催化 1406
第五節(jié) 展望與挑戰(zhàn) 1407
參考文獻 1409
關(guān)鍵詞索引 1422
彩圖 1455
上
第一篇 緒論
第二篇 軟物質(zhì)的理論基礎(chǔ)
第一章 軟物質(zhì)體系的主要理論
第二章 高分子物理理論與模擬
第三章 蠕蟲狀鏈模型在高分子物理研究中的應(yīng)用
第四章 嵌段共聚物中的相和相變
第五章 聚合物刷的計算機模擬研究
第六章 軟物質(zhì)中的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)基礎(chǔ)
第七章 軟物質(zhì)系顆粒材料擴散行為建模
第三篇 軟物質(zhì)的實驗方法
第一章 軟物質(zhì)實驗方法前沿：單分子操控技術(shù)
第二章 蛋白質(zhì)力學(xué)特性的單分子力譜研究
第三章 單分子熒光技術(shù)在生物物理研究中的應(yīng)用
第四章 攝像顯微技術(shù)在實驗軟物質(zhì)物理中的應(yīng)用
第五章 高分子超薄膜表征技術(shù)
第六章 小角散射技術(shù)在軟物質(zhì)表征中的應(yīng)用
第七章 癌細胞侵襲轉(zhuǎn)移的實驗方法
第四篇 軟物質(zhì)介觀體系
第一章 超分子凝膠與介觀結(jié)構(gòu)
第二章 手性超分子自組裝與應(yīng)用
第三章 從“納米原子”到巨型分子
第四章 軟物質(zhì)熱學(xué)超構(gòu)材料
中
第五章 橡膠類材料的彈性理論
第六章 聚合物囊泡
第七章 液晶彈性體：性能與形變
第八章 液晶顯示器件
第九章 顆粒物質(zhì)宏觀模型
第五篇 軟物質(zhì)低維與界面體系
第一章 受限液晶系統(tǒng)的理論新進展
第二章 生物膜彈性理論
第三章 聚合物納米復(fù)合材料
第四章 仿生多尺度超浸潤界面材料
第五章 軟材料的變形穩(wěn)定性
第六章 膠體物理基礎(chǔ)
第七章 膠體在基礎(chǔ)物理研究中的應(yīng)用
第八章 二維各向異性膠體熱力學(xué)
第九章 活性膠體
第十章 纖維體軟物質(zhì)
第十一章 微觀尺度下的水：從準(zhǔn)一維、二維受限空間到生物以及材料表面
第六篇 軟物質(zhì)生物體系
第一章 DNA及DNA分子計算
第二章 核酸分子機器
第三章 蛋白質(zhì)分子折疊、聚集和功能運動動力學(xué)
第四章 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測