Surface-initiated Polymerization II pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Jordan, Rainer (EDT)/ Akgun, B. (CON)/ Baum, M. (CON)/ Bergbreiter, D. E. (CON)

出品人:

页数:214

译者:

出版时间:

价格:2758.64元

装帧:HRD

isbn号码:9783540302513

丛书系列:

图书标签:

• 表面引发聚合
• 可控自由基聚合
• RAFT聚合
• ATRP聚合
• 表面改性
• 聚合物刷
• 薄膜
• 材料科学
• 高分子化学
• 界面化学

现代纳米材料的自组装与界面控制 （一部聚焦于先进功能性材料设计与合成的权威专著） 本书简介： 在当代材料科学与工程领域，对物质在微观尺度上的精确控制已成为推动技术革新的核心驱动力。本书《现代纳米材料的自组装与界面控制》深入探讨了如何利用精确的物理化学原理，实现对纳米尺度结构的功能化设计与高效构建。它并非一本关于聚合反应起始机制的教科书，而是将视角聚焦于超分子化学、软物质物理学以及先进功能薄膜的界面工程。 本书系统地阐述了从零级（量子点）到三维（多孔结构）材料体系中，自下而上（Bottom-up）的构建策略如何取代传统的自上而下（Top-down）方法，成为实现复杂结构与精确性能调控的关键。全书内容覆盖了从理论基础到前沿应用的多个层面，旨在为高年级本科生、研究生、博士后研究人员以及工业界的研发工程师提供一个全面、深入且极具前瞻性的参考框架。 第一部分：热力学与动力学驱动的自组装基础 本部分奠定了理解复杂材料形成过程的理论基石。我们摒弃了对特定聚合反应细节的冗余描述，转而侧重于驱动体系演化的基本物理化学驱动力。 第一章：界面张力与表面能的调控 本章详细分析了不同材料（如有机物、无机晶体、聚合物等）在不同介质（液体、气体或固态基底）界面上表现出的复杂相互作用。重点讨论了杨氏方程的延伸应用，以及如何通过化学修饰（例如引入特定官能团或构建梯度表面）来精确控制接触角、铺展行为和润湿性。我们探讨了临界胶束浓度（CMC）和临界聚合物浓度（CPC）的物理意义，并将其应用于预测纳米颗粒的聚集稳定性与分散状态。 第二章：熵、焓与化学势在有序结构形成中的角色 超越简单的吉布斯自由能最小化原则，本章深入研究了熵驱动的自组装现象，尤其是在水相环境中（疏水效应）。我们引入了介观尺度上的场论描述，解释了如何通过精确平衡分子间吸引力（范德华力、氢键、π-π堆积）与空间排斥力，来实现块状共聚物相分离、液晶排序以及胶体晶体的形成。动力学路径对最终结构的影响，特别是“老化”过程（Ostwald熟化和烧结）的机制，得到了详细的阐述。 第二部分：软物质的结构导向与形态控制 本部分是本书的核心，它专注于利用软物质体系，特别是具有长程有序能力的分子，来指导无序前驱体的形态构建。 第三章：模板辅助的结构化合成 本章重点探讨了结构导向剂（Structure-Directing Agents, SDAs）在介孔材料（如MCM系列分子筛和SBA材料）合成中的作用。我们详细分析了SDA与无机前驱体之间的静电或空间相互作用，如何通过调节加水解缩合过程的速率和结晶路径，最终锁定具有特定孔径分布和拓扑结构的材料。对于SDA的去除（煅烧或萃取），我们引入了残留物对材料孔隙率和催化活性的影响模型。 第四章：块状共聚物的相分离与形态演化 块状共聚物是实现精确纳米图案化的理想平台。本章详述了$chi N$参数（相互作用参数与聚合度乘积）如何决定聚合物链的微相分离行为。我们构建了相图，清晰展示了从球状、圆柱状、双连续结构到层状结构的转变条件。特别关注了退相干动力学（如相分离过程中的动力学阻碍），以及如何通过外部扰动（如剪切场或磁场）来诱导和定向这些周期性结构的形成。 第五章：液滴微反应器与 Pickering 乳液的稳定性 液滴不仅是反应介质，更是形成精确球形颗粒的天然模板。本章侧重于利用固体纳米颗粒（如二氧化硅、金属氧化物或碳纳米管）稳定乳液，即Pickering乳液。深入分析了颗粒尺寸、表面润湿性（Wettability）以及颗粒覆盖率对液滴的尺寸分布、界面粘弹性以及长期稳定性的影响。此外，本章还讨论了如何利用这些稳定液滴作为“微反应器”来合成具有核壳结构或梯度成分的复合纳米颗粒。 第三部分：先进功能薄膜的界面沉积与后处理 本书的后半部分转向了如何将宏观基底与纳米功能结构进行高效、可控的集成，重点关注界面工程。 第六章：超薄功能层在精密涂层中的应用 本章探讨了自组装单分子层（SAMs）在表面功能化中的基础作用，如何利用这些单分子层来控制后续沉积材料的成核与取向。内容涵盖了ALD（原子层沉积）的物理化学基础，并重点分析了如何利用SAMs作为“分子开关”来调控ALD过程中薄膜的生长模式（如从岛状生长到连续薄膜的转变点）。 第七章：多组分复合体系的界面粘附与力学性能 在构建实际器件时，机械稳定性和界面结合是至关重要的。本章研究了界面复合材料（Composites）的力学性能，关注纤维/颗粒与基体之间的有效应力传递机制。我们引入了基于断裂力学和界面脱粘理论的模型，用于预测在拉伸、压缩或疲劳载荷下，功能性纳米涂层或层状结构的使用寿命和失效模式。 第八章：智能响应性材料的动态界面设计 面向未来传感器和执行器，本章介绍了如何设计对外部刺激（光、pH值、温度或电场）敏感的界面结构。重点分析了嵌段共聚物或超分子凝胶在响应外部信号时发生的体积变化、溶胀/收缩行为，以及这些动态形变如何转化为可测量的宏观输出（如离子通量或光散射变化）。 结语： 《现代纳米材料的自组装与界面控制》力求在理论的严谨性与应用的广泛性之间取得平衡。本书提供了一套分析和解决复杂纳米结构构建难题的通用工具箱，其核心关注点在于“如何精确控制物质在界面上的排列”，而非单纯的聚合化学反应流程。阅读本书，将使读者获得在材料设计前沿领域进行创新研究的坚实基础。

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