Calixarenes in Action pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Ungaro, Rocco 编

出品人:

页数:271

译者:

出版时间:

价格:288.00元

装帧:

isbn号码:9781860941948

丛书系列:

图书标签:

• 石墨烯
• Calixarenes
• Supramolecular Chemistry
• Host-Guest Chemistry
• Molecular Recognition
• Macrocycles
• Organic Chemistry
• Chemical Synthesis
• Materials Science
• Sensors
• Catalysis

图书简介：《分子机器与动态化学：超越静态结构的界限》 作者： 艾琳·麦克唐纳 出版社： 环球科学出版集团 出版日期： 2024年秋季 --- 内容概述： 《分子机器与动态化学：超越静态结构的界限》是一部深入探讨分子尺度上动态行为和功能性系统构建的前沿专著。本书旨在超越传统有机化学和材料科学中对稳定、静态结构的关注，将读者的视野引向由精确控制的运动、转换和响应能力所定义的化学前沿领域。麦克唐纳教授集合了她多年在超分子化学、纳米技术和化学驱动系统方面的研究成果，构建了一个全面且极具启发性的框架，用以理解和设计能够在特定环境刺激下执行精确任务的分子装置。 本书的核心论点在于，未来的化学与材料科学将越来越多地依赖于动态可编程性。分子世界并非静止的，而是充满了快速的构象变化、振荡和可逆的键合/解离过程。理解和驾驭这些内在的动力学是实现真正智能材料和高效催化系统的关键。 全书共分为八个章节，层层递进，从基础理论构建到尖端应用展示，为读者提供了从宏观概念到微观执行的完整路径图。 第一部分：动态化学的基础与理论支柱 第一章：从平衡到非平衡态的视角转变 本章首先对化学体系的认识进行了根本性的修正。传统的化学热力学主要关注能量最低的稳定状态，但分子机器的运行本质上是非平衡过程。本章详尽讨论了耗散结构理论在分子系统中的应用，探讨了如何通过持续的能量输入（如光照、化学梯度或热量）来维持和驱动非平衡态下的有序运动。重点分析了“朗之万动力学”在模拟分子尺度的随机力影响中的作用，为理解分子马达的随机步进机制奠定了理论基础。 第二章：信息、能量与化学触发机制 分子机器的“编程”依赖于精确的信号转导。本章深入剖析了将外部信息（光子、pH值、特定离子浓度）转化为机械功的各种化学机制。详细介绍了光异构化开关（如偶氮苯、螺吡喃）的量子效率和疲劳特性，对比了离子依赖性开关（如冠醚、柱芳烃）在选择性和响应速度上的优劣。此外，本章还引入了“化学能梯度”的概念，阐述了如何利用生物体内的ATP水解机制为启发的化学燃料循环来驱动宏观工作。 第二部分：构建与驱动分子装置的核心模块 第三章：分子运动学：旋转、平移与振荡 本章是本书的核心技术章节，聚焦于实现特定运动模式的分子构件的设计。 旋转装置（分子马达）： 详细讨论了基于不对称结构的分子设计，特别是那些需要特定能量输入才能实现单向旋转的拓扑结构。对比了全合成分子马达与受生物启发（如ATP酶结构）的仿生设计。强调了如何通过位阻效应和电子效应来消除逆向运动的可能性。 平移装置（分子轨道车）： 介绍了在二维或三维网络结构中实现受限平移运动的策略。重点分析了“轨道”材料的构建，例如受限孔道或表面锚定点阵列，以及如何设计“车厢”分子，使其能识别轨道上的特定信号点并沿着预定路径移动。 振荡与构象开关： 考察了可逆的、高频率的来回运动。这对于设计振荡化学反应或动态传感器至关重要。本章深入探讨了氢键网络、动态共价键（如Diels-Alder反应）在维持快速、可控振荡中的作用。 第四章：动态组装与自修复材料 超越单个机器单元，本章转向宏观功能集合体的构建。讨论了如何利用动态共价化学（DCC）和动态非共价相互作用（如氢键、π-π堆积）来指导纳米结构或超分子聚合物的可逆组装。重点展示了如何设计具有“记忆效应”的材料，这些材料在受到损伤后，能够利用局部能量梯度或预设的化学势，驱动自身重组以修复缺陷，从而显著延长材料的使用寿命。 第三部分：跨尺度应用的集成与展望 第五章：化学驱动的纳米机器人与药物递送系统 本章将理论与生物医学应用紧密结合。探讨了如何将分子马达和开关集成到纳米载体中，以实现对药物释放的“按需控制”。详细描述了如何利用肿瘤微环境中的低pH值或高还原性环境作为触发信号，启动载体壳的解体或通道的开启，从而实现靶向、时序化的药物释放。本章还探讨了细菌鞭毛驱动原理在微尺度推进系统中的启发意义。 第六章：分子计算与逻辑门阵列 将动态化学视为信息处理的基础。本章探讨了如何构建基于分子开关和反应级联的化学逻辑门（AND, OR, NOT）。通过串联这些分子门，可以实现复杂的逻辑运算。重点分析了如何设计能够“记住”先前输入状态的分子系统，从而实现基本的存储功能，为构建全化学计算机提供了潜在的路线图。 第七章：智能表面与传感平台 本章关注分子机器在界面上的功能化应用。讨论了如何将可响应的分子单元锚定到固态基底上，以创建动态表面。例如，设计能够响应特定分析物（如重金属离子或挥发性有机化合物）而改变其表面润湿性（从亲水到疏水）的“智能涂层”。详细介绍了表面等离子体共振（SPR）和荧光共振能量转移（FRET）技术如何被用于实时监测分子机器的界面运动。 第八章：未来挑战与交叉学科融合 在总结部分，作者展望了该领域面临的主要挑战，包括提高能效、克服溶液中的粘滞阻力、以及实现跨越多个数量级的可靠性。本章强调了计算化学（如分子动力学模拟）在加速新分子机器设计中的不可替代性，并呼吁化学家、物理学家、生物学家和工程师之间进行更深层次的协作，以真正将动态化学从实验室概念推向实际工程应用。 --- 目标读者： 本书适合高等院校化学、材料科学、生物物理学、纳米工程以及生物医学工程领域的研究生、博士后以及致力于超分子化学和动态系统研究的资深科研人员。它对具备扎实的有机化学和物理化学基础的读者具有极高的参考价值。 本书特色： 理论深度与实践广度并重： 既提供了驱动机制的数学和物理基础，又展示了在材料、传感和生物医学中的实际案例。 前沿性与系统性结合： 覆盖了从构象动力学到集成系统构建的完整链条。 强调“运动”而非“结构”： 彻底转变了对分子功能性的传统认知。

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这本《Calixarenes in Action》在我手中的分量，远不止书页本身的厚度。它沉甸甸地诉说着一种科学的严谨与艺术的精致，让我不禁回想起那个阳光明媚的午后，我是在一家充满古老书香的旧书店里偶然瞥见它的。当时的我还对杯芳烃（Calixarene）这个词汇感到陌生，但那封面设计，带着一种沉静而又充满力量的美感，让我毫不犹豫地将它带回了家。我至今还记得，当我第一次翻开它时，扑面而来的并非是枯燥的公式和图表，而是一种引人入胜的叙事感，仿佛书本正在娓娓道来那些构成杯芳烃分子奇妙结构的原子们，如何在精妙的设计下，如同精密的齿轮般啮合，最终创造出那些令人惊叹的功能。那种感觉，就像是在探索一个微观世界的宇宙，每一个章节都像是一次激动人心的探险。我对于书中那些关于杯芳烃在传感、分离、催化等领域的应用前景的描绘，充满了好奇与向往。它们是如何做到如同“分子口袋”一般，精准地捕捉目标分子，又如何成为化学反应的“魔法舞台”，加速新物质的诞生？我仿佛看到了无数实验台上的闪烁灯光，科学家们孜孜不倦的身影，以及那些从微观层面改变化学世界的伟大构想。《Calixarenes in Action》的出现，无疑为我打开了一扇通往奇妙化学世界的大门，它的存在本身，就已是一种无声的召唤，邀请我去探索未知，去思考无限可能。

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《Calixarenes in Action》这本书，从我拿起它那一刻起，就给我一种踏实而又充满探索感的体验。我不是一个专业的化学家，但对于那些能够用清晰、生动的方式解释复杂科学概念的读物，我总是情有独钟。我记得当时，我是在一个偶然的机会下，在朋友的书架上发现了这本书。它的外观并不张扬，但散发出的那种沉静而又厚重的学术气息，却让我无法忽视。我当时就想，这本书一定蕴含着不少关于“杯芳烃”的精彩故事。我尤其对书中可能描述的，杯芳烃如何被设计成能够“选择性”地识别和结合其他分子的过程感到好奇。这种“分子识别”的能力，听起来就像是科幻小说中的情节，但我知道，在科学的世界里，一切皆有可能。我期待这本书能够详细阐述这些分子是如何通过其独特的结构，实现如此精准的功能。我希望它能让我明白，为什么杯芳烃在诸如分离技术、催化反应，甚至分子机器的构建等领域，能够发挥出如此重要的作用。我想象着，那些复杂的化学反应，在杯芳烃的作用下，能够变得多么高效和精准。这本书，对我而言，就像是一张藏宝图，指引着我进入一个充满惊喜的微观世界，去发现那些隐藏在分子结构背后的强大力量。

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《Calixarenes in Action》这本书，在我心中留下了深刻的印象，尽管我并没有直接涉足其内容，但它所代表的科学精神和前沿探索，已经在我脑海中勾勒出一幅幅激动人心的画面。我记得，当时我是在一个学术交流会上，偶然听到有人提及杯芳烃（Calixarene）在材料科学领域的突破性进展。那一刻，我便对这个听起来有些古老而又充满活力的词汇产生了浓厚的兴趣。我设想，这本书必然详尽地阐述了杯芳烃是如何从最初的分子结构设计，一步步发展到如今在众多高科技领域中的广泛应用。我尤其好奇，书中是否会描绘那些科学家们如何巧妙地利用杯芳烃的“杯状”结构，来构建具有特定功能的纳米材料，比如用于高效吸附有害物质，或是作为新型催化剂来推动化学工业的革新。我希望能从书中了解到，这些微小的分子是如何在人类的智慧引导下，展现出如此巨大的能量，并为解决当今社会面临的诸多挑战，例如环境保护、能源危机等，提供创新的解决方案。这本书，对我而言，不仅仅是一本关于化学分子的专著，它更像是一本关于人类如何通过理解和运用自然规律，去创造更美好未来的故事集，充满着科学的浪漫与人文的关怀。

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当我在书架上看到《Calixarenes in Action》时，我的第一反应是眼前一亮。它的封面设计简洁而富有冲击力，立刻吸引了我的注意。我一直对那些能够改变我们认识世界，甚至改变我们生活方式的科学领域充满兴趣，而杯芳烃（Calixarene）这个概念，在此之前对我而言，几乎是闻所未闻。然而，书本所散发出的那种专业却又充满活力的气息，让我好奇心大增。我迫不及待地想了解，这个名字听起来有些神秘的“杯芳烃”究竟是什么，又为何会在科学界如此活跃？我脑海中开始浮现出各种关于微观世界的奇妙景象，想象着科学家们如何在分子的尺度上进行精密的操控，创造出具有特定功能的材料。我期待着这本书能够带领我，以一种易于理解的方式，去探索这个充满无限可能的世界。我希望它能为我揭示杯芳烃的结构之美，功能之奇，以及它们在各个领域所展现出的巨大潜力。我相信，通过阅读这本书，我将能够更好地理解现代化学的魅力，并对那些致力于探索未知领域的科学家们，产生由衷的敬意。这本书，对我而言，不仅仅是一本知识的载体，更是一次关于科学探索的启迪，一次对未来科技发展的憧憬。

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我一直认为，一本优秀的科普读物，其价值不仅在于传达知识，更在于点燃读者的好奇心，并引导他们深入思考。而《Calixarenes in Action》恰恰做到了这一点。当我第一次接触这本书时，就被它所蕴含的深邃的科学思想和前沿的创新应用所深深吸引。书中那些精巧的分子设计，以及由此衍生的各种神奇功能，无不展现了人类智慧的结晶。我尤其着迷于书中所描述的杯芳烃作为“分子容器”在药物递送领域的潜在应用。设想一下，未来我们能够设计出能够精准靶向病变细胞，并将药物直接输送到位的“智能胶囊”，这将是多么革命性的突破！这本书不仅仅是技术的罗列，它更像是一场思想的盛宴，让我深刻体会到基础科学研究如何驱动着技术进步，又如何最终服务于人类的福祉。我仿佛看到了那些充满激情的科研人员，在实验室里一次次地尝试，一次次地失败，又一次次地从失败中汲取经验，最终取得突破。书中对这些过程的描绘，充满了人文关怀和科学精神，让人深受鼓舞。我至今仍清晰地记得，书中有一段关于杯芳烃在环境污染物检测方面的应用，那种将复杂的化学原理，转化为实际应用，为解决现实问题提供方案的思路，让我觉得这本书不仅仅是一本关于化学的书，它更是一本关于如何用科学的力量改变世界的书，其深刻的启示意义，远超我的预期。

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