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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Tadros, Tharwat F.

出品人:

頁數:654

译者:

出版時間:2005-5

價格:224.00 元

裝幀:HRD

isbn號碼:9783527306299

叢書系列:

圖書標籤:

• Surfactants
• Surface Chemistry
• Colloids
• Detergents
• Emulsions
• Foams
• Wetting
• Dispersants
• Interfacial Phenomena
• Industrial Applications

現代化學與材料科學前沿探索 聚焦非傳統界麵現象與宏觀尺度行為 本書係統性地探討瞭一係列新興的、跨越傳統學科界限的化學與材料科學前沿課題。其核心目標在於揭示微觀結構如何精確調控宏觀功能，並為下一代高性能材料的設計提供理論基礎與實驗指導。全書內容側重於高分子物理、納米尺度效應、復雜流體動力學以及先進功能薄膜的製備與錶徵，完全規避瞭對傳統錶麵活性劑作用機理的深入討論。 第一部分：復雜流體中的結構演化與非平衡態動力學 本部分著重分析瞭在外部驅動力場（如剪切、拉伸或電場）作用下，復雜流體係統內部組分的動態重排與結構形成過程。 第一章：高分子溶液中的拓撲纏結與粘彈性行為 本章詳細闡述瞭高濃度高分子溶液中的鏈間相互作用及其引起的宏觀粘彈性響應。我們首先迴顧瞭經典高分子鏈統計模型（如高斯鏈模型），隨後深入分析瞭Rouse模型和Zimm模型在描述溶液弛豫時間方麵的局限性。重點討論瞭Entangled Network（纏結網絡）的形成機製，並引入瞭De Gennes Reptation Theory（德熱納爬行理論），用以解釋高分子鏈在受限環境（如納米孔道或半結晶基體）中的擴散行為和動態模量隨頻率的變化關係。實驗部分聚焦於動態光散射（DLS）和寬頻介電譜（BDS）在解析分子尺度運動譜上的應用，特彆是對於玻璃化轉變溫度附近分子運動的靈敏度分析。研究強調瞭聚閤物分子量分布對流變學特性展寬的顯著影響。 第二章：懸浮體係的非牛頓流變學與剪切誘導相分離 本章探討瞭由固態顆粒或液滴構成的懸浮體係在流動狀態下的特殊行為。內容涵蓋瞭從稀分散係到高濃度緻密堆積體係的流變學轉變。詳細分析瞭Shear Thinning（剪切稀化）、Shear Thickening（剪切增稠）現象背後的微觀機製，如顆粒的排斥-吸引轉變和剪切誘導的結構重組。我們引入瞭Onsager極限下的動力學理論來描述粒子間的相互作用能壘。在相分離研究方麵，本章展示瞭如何利用在綫流變學技術（Rheo-SAXS/WAXS）實時監測高剪切速率下納米粒子在基體中的組裝或解聚過程，特彆關注瞭各嚮異性結構（如縴維狀或片層狀聚集體）在流動場中取嚮對宏觀應力響應的貢獻。 第二部分：納米尺度界麵工程與功能性塗層 本部分將焦點從宏觀流變轉移到納米尺度下的界麵控製，探討如何利用原子級精確的沉積技術構建具有特定電學、光學或機械性能的薄膜和塗層。 第三章：原子層沉積（ALD）的動力學與薄膜形貌控製 本章聚焦於ALD技術，作為一種實現原子級厚度控製的沉積方法，並著重於其在復雜基底上保形性（Conformality）的機製研究。詳細分析瞭兩種或多種前驅體在基底錶麵的自限製性化學反應（Self-limiting Reactions）的動力學參數，包括吸附飽和度和錶麵反應速率。內容涵蓋瞭等溫等壓條件下的生長模型，並探討瞭溫度窗口對薄膜結晶度和缺陷密度的影響。特彆之處在於，本章通過高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）和X射綫光電子能譜（XPS）的深度剖析，量化瞭界麵處的化學鍵閤密度和雜質摻雜水平，這些因素直接決定瞭最終塗層的介電常數和導電通路。討論瞭利用脈衝序列優化來抑製核化延遲（Nucleation Delay），從而在低錶麵能基底上實現均勻成膜的策略。 第四章：有機-無機雜化薄膜的電荷傳輸機製 本章深入研究瞭將有機半導體材料與無機氧化物骨架復閤所形成的新型雜化薄膜的電子和空穴傳輸特性。內容著重於界麵處的能級匹配和電荷轉移效率。通過開爾文探針力顯微鏡（KPFM）對工作函數分布的成像，本章精確映射瞭薄膜內部的電勢梯度。理論部分側重於跳躍導電模型（Hopping Transport Model），並考慮瞭無機納米晶體周圍的局域勢阱對載流子遷移率的限製效應。實驗部分詳細介紹瞭如何通過紫外-可見吸收光譜（UV-Vis DRS）和光緻發光光譜（PL）的變化來評估有機分子在無機基體中的分散均勻性，以及這種分散性如何影響激子的分離效率和最終器件的轉換效率。研究強調瞭優化有機相和無機相的相分離尺度對於構建高效異質結光電器件的關鍵性。 第三部分：多孔介質中的物質遷移與限域效應 本部分將視野拓展至高度結構化的多孔材料，研究在孔隙尺度下，液體、氣體或離子的輸運行為如何偏離宏觀的擴散和滲透定律。 第五章：納米孔道中的分子篩分與滲透現象 本章集中探討瞭由金屬有機框架（MOFs）或有序介孔二氧化矽（SBA-15等）構成的材料，在分子分離和純化中的應用潛力。核心內容在於理解孔道尺寸、錶麵官能團與被輸運分子特性之間的精確匹配。我們運用分子動力學模擬（MD Simulation）來計算在極小尺度（孔徑小於5納米）下，氣體分子的擴散係數和選擇性因子，揭示瞭“尺寸排阻”和“吸附-擴散”兩種機製的競爭關係。本章還特彆討論瞭毛細管凝聚（Capillary Condensation）對氣體吸附等溫綫的影響，以及如何利用這種現象實現對特定濕度下蒸汽的選擇性捕獲。對不同孔結構（如一維通道、三維網絡）的滲透性能進行對比分析，強調瞭麯摺度和連通性對整體通量的影響。 第六章：電化學體係中固態電解質的離子遷移率研究 本部分麵嚮能源存儲領域，探討瞭在固態電池或電容器中，離子在緻密電解質（如陶瓷或聚閤物固體電解質）中的運動機製。重點在於如何通過晶格缺陷工程或納米復閤化來提高離子電導率。我們采用核磁共振（NMR）技術，尤其是二維交換譜（2D Exchange NMR），來解析不同離子物種（如鋰離子或鈉離子）在晶格或非晶區內的跳躍頻率和路徑。理論模型部分基於阿倫尼烏斯活化能來描述離子傳輸的溫度依賴性，並引入瞭Bikerman-Zener機製來解釋晶界處的離子傳輸阻抗。內容詳述瞭電化學阻抗譜（EIS）在分離錶麵阻抗和體相阻抗方麵的應用，並提齣瞭優化電解質微觀結構以降低界麵歐姆損耗的設計原則。 --- 本書特色： 本書的獨到之處在於，它避開瞭對傳統液-液或氣-液界麵張力的標準論述，轉而將重點放在瞭固-固界麵、固-流體界麵以及流體內部的非平衡結構動態。它為材料科學傢、化學工程師以及從事先進分離技術的研究人員提供瞭一套跨越界麵和尺度限製的分析工具和前沿知識體係。全書高度依賴於先進的錶徵技術和計算模擬方法，以數據驅動的方式探索瞭現代材料科學的核心挑戰。

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