纳米材料科学导论-第二版

节选

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《纳米材料科学导论(第2版)》符合教学要求,富有启发性,有利于学生素质、能力的培养和提高;理论论证科学,实践性强,能及时、准确地反映国内外先进成果。《纳米材料科学导论(第2版)》可作为高等院校材料科学、应用物理、应用化学等专业的本科生和研究生教学用书,也可供有关专业的教学和科研人员参考。20世纪末,纳米科学和纳米技术的产生催生了纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米材料科学等新型学科。《纳米材料科学导论(第2版)》是在**版的基础上修订而成的,介绍了纳米科学与纳米技术,自然界中的纳米结构与纳米材料,纳米材料的结构及物理、化学性质,纳米固体材料的微结构,纳米结构组装,纳米微粒的制备与表面修饰,金属纳米材料的晶体学,碳纳米球和碳纳米管,石墨烯的制备、功能化及其应用,计算机中的纳米芯片,DNA联姻纳米技术,粘土矿物及其纳米复合材料。

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相关资料

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插图:1.5.3.2 细胞复制构想细胞制造各种成分有两步构想:第一步,利用简单的化学聚合反应来制造线性大分子;第二步,制造能够自发折叠成三维功能结构的分子。这两步不需要复杂困难的三维制造过程,它只要把许多氨基酸珠子串成一条多肽链,让这条链自组装成一台蛋白质机器,最终的三维功能结构的信息就编码在这些珠子的顺序里。细胞中三类最重要的分子即DNA、RNA和蛋白质都是通过这种方法制造的,然后蛋白质再制造细胞中的其他分子。蛋白质也自发地同其他分子包括其他蛋白质、核酸和小分子等结合起来,形成更大的功能结构。建造复杂三维结构的策略就是先合成线性分子,然后再进行不同程度的分子自组装,这种方法的效率是极高的。1.5.3.3 细胞分子催化剂细胞是促进化学反应发生,但本身又不参与反应的各种分子催化剂,和其他功能性成分包括传感器、结构部件、泵和马达等组成的大系统。细胞中的纳米机器绝大部分都是分子催化剂。这些催化剂承担了细胞的大部分工作,主要包括:形成脂族化合物,而这些化合物又自组装成把细胞围起来的柔性薄片;制造自复制所需的各种分子成分;生产细胞所需的能量并调节其能量的消耗;记录并存储档案信息和工作信息;使细胞内部环境的运行参数保持在适当的范围内。1.5.3.4 几种分子机器在细胞所使用的众多神奇的分子机器中,最重要的有四种,其中由rRNA和蛋白质构成的核糖体起着关键的作用,它位于核酸与蛋白质(即信息与行为)之间的结合部。核糖体是一种极其复杂的机器,它接受mRNA中存储的信息,并用它来建造蛋白质。存在于植物细胞和藻类中的叶绿体是一种较大的结构,叶绿体内的分子阵列起着调谐光学天线的作用,收集太阳光中的光子并利用它们来生产化学燃料。这些化学燃料可以存储在细胞内,为细胞的众多功能提供动力。叶绿体还把水转变为人类生命一刻也离不开的氧气,这当初不过是细胞在收集光的过程产生的一种物质。

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本书特色

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《纳米材料科学导论(第2版)》:材料科学与工程学科研究生教学用书

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目录

第1章 纳米科学与纳米技术1.1 纳米世界里的大科学1.1.1 人类对自然界的认识1.1.2 纳米科技研究的尺度1.1.3 介观领域中的纳米科技1.1.4 纳米材料和纳米结构1.1.5 纳米材料的特征1.1.6 纳米科技研究的领域1.1.7 纳米科技的未来1.1.8 纳米科技发展中的重要事件1.2 纳米物理学1.2.1 新兴的纳米物理学1.2.2 纳米器件构筑1.2.3 纳米器件的挑战1.2.4 纳米放大器1.2.5 诺贝尔物理学奖与纳米科技1.3 纳米电子学1.3.1 纳米电子器件1.3.2 机器小型化1.3.3 纳米线1.3.4 分子器件和纳米器件的连接1.3.5 大数定律1.3.6 DNA计算图像说明1.4 纳米科技与医学1.4.1 纳米有机分子量子点的荧光1.4.2 形形色色的复合体1.4.3 生物纳米技术1.4.4 原子力显微镜1.4.5 奇异的有机树形聚合物1.5 微型纳米机器制造1.5.1 微型纳米机器制造技术的未来1.5.2 纳米机器和纳米装配机1.5.3 分子复制机1.5.4 模拟宏观机器的纳米机器1.5.5 超越生物进化1.5.6 纳米科技的应用前景1.6 微观世界中的纳米结构1.6.1 纳米结构的提出1.6.2 纳米结构组装体系1.6.3 纳米结构构筑方法1.6.4 微观世界中计算机芯片的建造1.6.5 纳米芯片建造技术1.6.6 操纵原子和分子1.6.7 “从上到下”法和“从下到上”法1.6.8 纳米结构体系与新量子效应器件1.6.9 纳米结构制造的未来第2章 自然界中的纳米结构与纳米材料2.1 自然界中的纳米科学2.1.1 自然界中的纳米现象2.1.2 从微米到纳米科学的发展2.2 生物纳米结构与纳米仿生材料2.2.1 生物纳米材料中的多尺度有序性和功能2.2.2 天然纳米材料的层次有序性2.3 生物纳米材料中有机相的多功能性2.3.1 有机相对力学性能的贡献2.3.2 矿物分子直接自组装2.3.3 无机相与有机相2.3.4 传感、制动和响应2.3.5 动原蛋白、丝纤维和微管2.3.6 制动蛋白的运动2.3.7 纳米结构和肌肉响应2.4 自然界中的纳米材料2.4.1 生物材料的力学性能2.4.2 生物材料的光学性能2.4.3 生物的特殊器官:复眼和陷窝器等2.4.4 生物体纳米层次的组装2.4.5 生物体纳米磁性材料2.5 纳米仿生材料科学2.5.1 碳酸钙的矿化作用2.5.2 螺旋状碳酸钡的矿化作用2.5.3 模板的协同作用2.5.4 仿生光子晶体2.5.5 人造光学系统2.5.6 仿生功能材料2.5.7 仿生材料的未来2.6 病毒的纳米结构2.6.1 天花病毒2.6.2 SARS病毒2.6.3 甲型HINI流感病毒2.6.4 艾滋病病毒2.6.5 磁敏感菌的磁力2.7 自然界中的矿物纳米结构2.7.1 纳米矿物材料和纳米高新矿物材料2.7.2 与纳米科学密切相关的矿物学现象2.7.3 现代晶体化学研究2.7.4 自然环境中的多元配合物2.8 生命起源中的纳米尺度进程2.8.1 太阳与地球的形成2.8.2 地球上生命的形成2.8.3 地球上生命的起源学说第3章 纳米材料的结构及物理、化学性质3.1 物质结构对称新理论3.1.1 对称性的哲学定义3.1.2 对称性的范围3.1.3 对称性的尺度3.1.4 简单对称性和复合对称性3.1.5 对称性与对称性理论3.2 新兴的纳米材料科学3.2.1 纳米材料科学的发展3.2.2 纳米材料的维数3.2.3 纳米材料的表征方法3.2.4 纳米级的表面和界面3.2.5 晶体中的缺陷3.3 纳米物质结构单元3.3.1 团族3.3.2 人造原子3.3.3 纳米微粒3.4 纳米微粒的基本理论3.4.1 电子能级的不连续性3.4.2 量子尺寸效应3.4.3 小尺寸效应3.4.4 表面效应3.4.5 宏观量子隧道效应3.4.6 库仑堵塞与量子隧穿3.4.7 介电限域效应3.5 纳米微粒的物理特性3.5.1 热学性能3.5.2 磁学性能3.5.3 光学性能3.5.4 纳米微粒悬浮液和动力学性质3.5.5 纳米微粒表面敏感特性3.5.6 光催化性能3.6 纳米微粒的化学特性3.6.1 吸附3.6.2 纳米微粒的分散与团聚3.6.3 流变学第4章 纳米固体材料的微结构4.1 纳米固体的结构特点4.2 纳米固体界面的结构模型4.2.1 类气态模型4.2.2 有序模型4.2.3 结构特征分布模型4.2.4 纳米微粒多重分数维准晶结构模型4.3 纳米固体界面的研究方法4.3.1 x射线研究4.3.2 纳米界面结构的电子显微镜观察4.3.3 纳米界面结构的穆斯堡尔谱4.3.4 纳米固体结构的内耗研究4.3.5 正电子湮没4.3.6 纳米材料结构的核磁共振4.3.7 拉曼光谱4.3.8 电子自旋共振(ESR)……第5章 纳米结构组装体系5.1 人工纳米结构组装体系5.2 纳米结构自组装和分子自组装合成5.3 厚膜模板合成纳米阵列5.4 介孔固体和介孔复合体的合成第6章 纳米微粒的制备与表面修饰6.1 纳米微粒的气相制备方法6.2 纳米微粒的液相制备方法6.3 纳米微粒的固相制备方法6.4 纳米微粒表面修饰第7章 金属纳米材料晶体学7.1 纳米晶体7.2 纳米晶体的多面体形态7.3 纳米晶体的自组装7.4 粒子的溶液相自组装7.5 纳米自组装技术7.6 自组装纳米晶体的性能7.7 模板辅助纳米自组装7.8 纳米微粒多重分数维准晶结构模型第8章 碳纳米球和碳纳米管8.1 C60、Cn及其衍生物研究现状8.2 碳纳米球和碳纳米管的结构及特性8.3 自然界的富勒烯碳球和碳管8.4 碳纳米管——电子器件的新秀8.5 纳米管的制备方法8.6 纳米管非电子器件的应用8.7 碳纳米管的性质——向极限推进8.8 新型碳纳米管第9章 石墨烯的制备、功能化及其应用9.1 碳元素及其石墨烯材料9.2 石墨烯的制备方法9.3 石墨烯带9.4 石墨烯的修饰9.5 功能化石墨烯的相关应用9.6 纳米石墨烯的未来第10章 计算机中的纳米芯片10.1 **代纳米芯片10.2 计算机全力加速10.3 缩小计算机线宽10.4 新老计算机的结合10.5 计算机纳米芯片制造第11章 DNA联姻纳米技术11.1 DNA纳米技术概述11.2 分枝状DNA11.3 系列六臂节点组成三维结构的分子晶体11.4 棒状条组成立方体dna分子模型11.5 稳固的DNA序列11.6 纳米机械11.7 DNA用做触发器11.8 对未来的展望第12章 粘土矿物及其纳米复合材料12.1 粘土矿物的晶体结构12.2 粘土矿物的性质及胶体化学12.3 纳米复合的溶胶-凝胶法12.4 插层反应法12.5 插层复合方法参考文献

封面

纳米材料科学导论-第二版

书名:纳米材料科学导论-第二版

作者:陈敬中

页数:435页

定价:¥53.0

出版社:高等教育出版社

出版日期:2010-09-01

ISBN:9787040297812

PDF电子书大小:50MB 高清扫描完整版

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