Trends in Colloid and Interface Science pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Koper, G. J. M. (EDT)/ Bedeaux, D. (EDT)/ Sager, W. F. C. (EDT)/ Caraco, C. (EDT)

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:

价格:129

装帧:HRD

isbn号码:9783798511170

丛书系列:

图书标签:

• 胶体科学
• 界面科学
• 表面化学
• 纳米材料
• 分散体系
• 乳液
• 泡沫
• 吸附
• 生物界面
• 材料科学

《界面化学前沿：从理论到应用的新视野》 内容简介 本书旨在为化学、材料科学、物理学以及相关工程领域的研究人员、教师和高年级学生提供一个全面而深入的视角，探讨当代胶体与界面科学领域最前沿的研究热点、新兴理论框架以及突破性的技术应用。本书摒弃对经典教科书内容的重复，而是聚焦于过去十年间学科发展中涌现出的变革性进展，特别关注跨学科交叉融合所带来的新机遇。 第一部分：微观结构与动态演化 本部分深入剖析了在极端条件下（如高压、超低温或强电场下）界面现象的本质。我们首先讨论了单分子力谱技术（SMFS）在解析生物分子与非生物表面相互作用时的最新进展，重点介绍了高精度原子力显微镜（AFM）在分辨亚纳米级动态变化方面的技术突破，以及如何利用这些数据构建更精确的分子动力学模拟模型。 随后，我们详细阐述了非平衡态界面热力学的新兴理论。传统的热力学框架难以完全描述快速弛豫过程中的界面行为，本书引入了耗散泛函理论（Dissipative Functional Theory）及其在理解活性物质（Active Matter）界面驱动的自组装过程中的应用。特别关注了“动力学相分离”现象中，界面能如何被耗散能流所重塑。 在结构方面，本书投入大量篇幅探讨了X射线散射技术（SAXS/WAXS）在原位（In-situ）研究胶体体系结构演变中的革命性应用。我们不仅关注小角散射揭示的长期有序结构，更侧重于广角散射如何捕获亚秒级时间尺度内纳米颗粒或聚合物链的局部构象变化。此外，还讨论了冷冻电镜（Cryo-EM）技术向软物质界面分析的拓展，特别是其在高分辨率解析病毒衣壳组装或复杂乳液界面结构方面的潜力。 第二部分：功能化界面与智能响应材料 功能化界面的设计是实现下一代材料科学目标的核心。本部分聚焦于如何通过精密的化学修饰来赋予界面“智能”响应能力。 1. 刺激响应性超分子组装： 我们详细考察了pH、温度、光照、剪切力或电位等外部刺激如何调控胶体颗粒和嵌段共聚物在界面上的自适应重构。重点分析了拓扑缺陷工程在控制液晶聚合物膜形貌上的作用，以及如何设计具有“记忆效应”的界面结构。 2. 生物界面与传感： 探讨了仿生界面工程的最新进展，特别是如何利用DNA纳米技术或肽段序列来精确控制细胞粘附和信号转导。内容涵盖表面等离子体共振（SPR）结合高通量筛选技术，用于快速评估新型抗菌涂层与细菌膜的相互作用机制。同时，也对微流控芯片中构建的模拟生理环境下的活体-非活体界面模型进行了技术性评述。 3. 能源存储中的界面动力学： 本章专注于电池和超级电容器中电极/电解液界面的物理化学。我们超越传统的双电层模型，深入探讨了固态电解质界面（SEI）的动态演变机制，特别是锂枝晶生长与界面阻抗之间的关系。通过原位拉曼光谱和时间分辨X射线吸收谱，解析了高电压下电解液分解产物在电极表面的沉积与重构过程。 第三部分：新兴界面现象与宏观尺度效应 这一部分将视角提升至跨尺度耦合，探讨界面现象如何影响宏观系统的功能表现。 1. 活性物质与非互易输运： 活性物质，如自驱动微纳机器人或细菌群落，其界面行为打破了经典热力学平衡的限制。本书详细分析了非互易性（Non-reciprocity）在界面摩擦和物质输运中的体现，例如，在倾斜的振动表面上，微颗粒的定向迁移机制。我们还探讨了活性颗粒如何通过界面张力梯度驱动自身运动的机制。 2. 复杂流体中的界面张力梯度驱动： 深入研究了Marangoni效应在微纳尺度下的复杂化。重点分析了化学反应梯度如何维持界面张力差，驱动液滴自驱动或诱导微结构的生成。对反应性表面活性剂在扩散控制下的界面组装行为进行了理论建模。 3. 多孔介质与多相流体界面： 关注在极端渗透条件下（如油藏开采、燃料电池中的传质），多孔介质骨架与润湿/非润湿流体界面之间复杂的接触角、毛细力和滞后效应。引入了随机网络模型来模拟多尺度孔隙结构对流体驱替效率的影响，并探讨了新型表面活性剂分子在复杂几何约束下如何调控界面能垒。 结论与展望 本书的最终目标是激发读者对当前研究瓶颈的思考，并引导未来的研究方向。我们强调了理论计算（如DFT、密度泛函理论）与先进实验技术（如时间分辨光谱、高场核磁共振）深度融合的必要性，以期在分子尺度上实现对动态界面现象的精确控制和预测。本书为致力于开拓胶体与界面科学新领域的研究者提供了一份兼具深度和前瞻性的参考指南。

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