目錄總序 i摘要 vAbstract xvii下第五章 生物分子馬達 1051**節 生物分子馬達簡介 1051一、分子馬達分類 1052二、平動馬達一例：驅動蛋白 1053三、轉動馬達一例：ATP合酶 1054四、非持續馬達一例：肌球蛋白Ⅱ 1055第二節 研究進展及現狀 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 基礎及應用研究中的前沿問題 1070一、基礎研究的前沿問題 1071二、分子馬達的應用研究 1076第四節 未來5~10年重點發展方向 1079參考文獻 1080第六章 細胞骨架 1086**節 學科發展背景和現狀 1092一、細胞骨架的動態穩定結構 1092二、蛋白質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 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、動態不穩定性 1120三、踏車現象 1122四、肌動蛋白纖維的長度擴散 1123五、細胞骨架的力學性質 1126第三節 未來5~10年重點發展方向 1131第四節 結語 1132參考文獻 1133第七章 細胞軟物質力學及其在生理病理機制中的作用 1136**節 引言 1136第二節 學科發展現狀及前沿問題 1138一、細胞軟物質力學的表征和測量方法 1138二、細胞的主要軟物質力學行為及其特征 1140三、細胞軟物質行為的理論模型 1145四、細胞內吞及其力學行為 1149五、細胞軟物質力學的學科前沿問題 1156第三節 未來5~10年重點發展方向 1163參考文獻 1164第八章 生物大分子的靜電學 1173**節 引言 1173第二節 學科發展背景和現狀 1175一、生物大分子靜電學的物理基礎和計算方法 1175二、與電泳相關的靜電相互作用 1178三、與蛋白質相關的靜電相互作用 1179四、用于蛋白質計算各種層級的靜電學模型 1181五、靜電學原理和計算方法在生物大分子中的應用 1183六、應用實例 1185第三節 生物大分子靜電學的前沿問題 1188第四節 未來5~10年重點發展方向 1189一、生物大分子附近平衡離子分布和動力學 1189二、蛋白質相關的靜電效應 1191三、RNA折疊相關的靜電學問題 1192四、電泳相關的靜電學問題 1192第五節 結語 1192參考文獻 1193第九章 癌細胞信號處理的生物物理建模 1196**節 引言 1196第二節 癌細胞物理學研究發展歷程 1198一、腫瘤物理學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 *近十年研究進展 1201一、癌細胞信號網絡動力學建模 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 癌細胞理論研究的前沿學科問題和發展方向 1213一、關于細胞信號轉導機制的研究 1213二、關于基因表達調控機制的研究 1214三、關于生物網絡結構、動力學和功能的研究 1215參考文獻 1215第十章 細菌運動的物理生物學 1218**節 引言 1218第二節 細菌動力學的背景和現狀 1220一、細菌的自驅動運動 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 1226第三節 目前細菌動力學的前沿問題 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、細菌動力學的研究與活性軟物質領域的交叉關系 1229四、細菌動力學研究引發的仿生學及生物材料方面的應用 1230第四節 展望今后十年可能實現的重大研究進展 1230一、弄清細菌馬達的力學及統計物理機制 1230二、建立細菌集群運動的清楚的物理機制 1231三、細菌動力學的研究成果會給活性軟物質領域展示多種機制 1231四、細菌動力學的研究引發一些仿生學及生物材料方面的應用 1231第五節 結語 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**節 引言 1241第二節 *近二三十年的研究進展 1243第三節 代表性研究案例簡介——理論與實驗的結合 1245第四節 學科前沿問題 1252第五節 未來5~10年學科發展趨勢 1252參考文獻 1253第十二章 生物信息大數據挖掘 1258**節 引言 1258第二節 學科發展背景和現狀 1258一、發展背景 1258二、研究現狀 1259第三節 前沿問題 1263一、如何在不斷增長的海量生物數據下構建動態學習模型 1263二、多源異質生物數據遷移學習模型一直備受關注 1265三、面向生物數據層次隱含信息挖掘的深度學習理論與方法 1267四、多源異質生物數據挖掘平臺的建設 1268第四節 未來5~10年重點發展方向 1271一、面向海量生物數據的動態學習新框架 1271二、多源異質生物數據遷移學習算法 1271三、優化生物信息領域的深度學習方法，提升深度網絡模型的可解釋性 1272第五節 結語 1273參考文獻 1273第七篇 軟物質交叉領域**章 抗污染、智能、便攜式可穿戴微流控器件 1279**節 引言 1279第二節 發展歷程 1282第三節 *近二三十年的研究進展 1284第四節 學科前沿問題 1286第五節 與實際需求結合的重大問題 1287第六節 未來5~10年學科發展趨勢 1290參考文獻 1292第二章 活性物質動力學 1294**節 引言 1294第二節 學科發展背景和現狀 1295一、Vicsek模型 1296二、極性活性物質：Toner-Tu連續體模型 1298三、非極性活性物質：連續體理論 1300第三節 前沿問題 1303一、活性物質中的物相類型 1303二、活性物質中的相變 1303三、團簇，相分離 1303四、邊界效應 1304五、活性物質的動力學和流變行為 1304六、活性物質對外場的相應 1304七、活性物質的實際應用 1304第四節 未來5~10年重點發展方向 1305一、進一步發展連續體理論 1305二、活性物質體系的模擬和理論分析的結合研究 1305三、對理論預言的實驗驗證 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、開發活性物質的實際應用 1306第五節 結語 1306參考文獻 1307第三章 智能軟聚合物及其應用 1310**節 引言 1310第二節 發展歷程 1312一、形狀記憶聚合物及其復合材料 1312二、介電彈性體電活性聚合物 1316第三節 *近二三十年的研究進展 1321一、形狀記憶聚合物及其復合材料 1321二、介電彈性體材料 1334第四節 學科前沿問題 1344第五節 與實際需求結合的重大問題 1346一、變形/承載一體化、變剛度技術 1347二、輕質/大輸出力驅動器技術 1347三、多物理場耦合作用條件下智能材料的力學測試方法 1348第六節 未來5~10年學科發展趨勢 1348一、自感知、自適應、自修復智能軟聚合物及結構的設計與研制 1348二、智能軟聚合物及結構多場耦合條件下的本構理論建立 1349三、智能軟聚合物實驗方法的發展及其結構力學性能和失效行為表征 1349參考文獻 1350第四章 場誘導智能軟物質材料 1366**節 引言 1366第二節 學科發展背景和現狀 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 軟物質智能材料的前沿問題 1377第四節 未來5~10年發展趨勢 1379參考文獻 1380第五章 基于生物礦化構建的“生物-材料”復合體 1383**節 引言 1383第二節 礦化與調節 1385第三節 生物-材料復合體的制備 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 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、光合系統改進 1404八、生物產氫 1405九、生物催化 1406第五節 展望與挑戰 1407參考文獻 1409關鍵詞索引 1422彩圖 1455上**篇 緒論第二篇 軟物質的理論基礎**章 軟物質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 軟物質中的連續介質力學基礎第七章 軟物質系顆粒材料擴散行為建模第三篇 軟物質的實驗方法**章 軟物質實驗方法前沿：單分子操控技術第二章 蛋白質力學特性的單分子力譜研究第三章 單分子熒光技術在生物物理研究中的應用第四章 攝像顯微技術在實驗軟物質物理中的應用第五章 高分子超薄膜表征技術第六章 小角散射技術在軟物質表征中的應用第七章 癌細胞侵襲轉移的實驗方法第四篇 軟物質介觀體系**章 超分子凝膠與介觀結構第二章 手性超分子自組裝與應用第三章 從“納米原子”到巨型分子第四章 軟物質熱學超構材料中第五章 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 顆粒物質宏觀模型第五篇 軟物質低維與界面體系**章 受限液晶系統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 軟材料的變形穩定性第六章 膠體物理基礎第七章 膠體在基礎物理研究中的應用第八章 二維各向異性膠體熱力學第九章 活性膠體第十章 纖維體軟物質第十一章 微觀尺度下的水：從準一維、二維受限空間到生物以及材料表面第六篇 軟物