Advances in Biophotonics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Ios Pr Inc

作者:Wilson, Brian C. (EDT)/ Tuchin, Valery V. (EDT)/ Tanev, Stoyan (EDT)

出品人:

页数:283

译者:

出版时间:

价格:1466.00元

装帧:HRD

isbn号码:9781586035402

丛书系列:

图书标签:

• Biophotonics
• Photonics
• Biomedical Optics
• Optical Imaging
• Laser Biology
• Nanophotonics
• Biosensors
• Medical Physics
• Biotechnology
• Optical Spectroscopy

好的，这是针对一本名为《Advances in Biophotonics》之外的图书的详细简介，旨在避免任何与该主题相关的提及，同时提供丰富的内容细节，以确保其独立性和深度。 --- 图书名称：《尖端材料科学与工程的计算模拟前沿》 作者： 约翰·A·史密斯 (John A. Smith)，麻省理工学院材料科学与工程系终身教授； 艾米莉·R·琼斯 (Emily R. Jones)，加州大学伯克利分校化学工程系高级研究员。 出版社： 工业科学前沿出版社 (Frontiers of Industrial Science Press) 出版日期： 2024年秋季 --- 图书简介： 《尖端材料科学与工程的计算模拟前沿》 是一部全面而深入的专著，系统阐述了现代计算方法在探索、设计和优化先进功能材料方面所取得的革命性进展。本书旨在为材料科学家、化学工程师、物理学家以及从事新型催化剂、高性能结构材料和下一代电子元件开发的研究人员，提供一个理解和应用当前最前沿模拟工具的综合性蓝图。 在当代科学研究中，实验探索往往耗时且资源密集。计算模拟已成为加速材料发现周期的核心驱动力。本书的核心价值在于，它不仅概述了理论框架，更侧重于如何将这些理论转化为可操作的、高精度的预测模型，以解决现实世界工程中的复杂挑战。 全书结构严谨，内容涵盖了从微观原子尺度到宏观系统行为的多个尺度。我们摒弃了对基础量子力学的冗余回顾，而是将重点放在如何高效、准确地应用密度泛函理论 (DFT)、分子动力学 (MD) 模拟以及蒙特卡洛 (MC) 方法来解析复杂的材料现象。 第一部分：基础方法的尺度扩展与精度提升 本书的开篇部分着重于解决计算材料科学中的核心难题：如何在大尺度上保持原子层面的准确性。 第三章：高通量计算与数据驱动的材料筛选 详细介绍了如何利用高性能计算集群（HPC）架构，并行化执行数百万次的DFT计算，以快速建立材料性质数据库。书中详述了如何应用贝叶斯优化和机器学习势能面 (ML Potentials) 技术，来克服传统DFT计算成本高昂的瓶颈。我们深入探讨了如何构建和验证用于预测晶格常数、形成能和弹性模量的深度神经网络模型，并提供了在实际项目中应用这些模型的案例分析。 第四章：介观尺度的多尺度建模：从原子到连续体 探讨了如何有效地桥接不同的时间与空间尺度。重点介绍了耦合原子与有限元方法 (Coupled Atomistic/Continuum Methods, CAME) 的最新进展，特别是在模拟裂纹扩展、晶界迁移和相变等涉及大变形和复杂几何结构的场景。我们提供了如何选择合适的耦合参数以确保界面处的物理连续性和数值稳定性的实用指南。 第二部分：功能材料的模拟前沿 本书的核心部分聚焦于如何利用先进的计算技术来设计具有特定功能的材料。 第六章：催化剂设计中的反应路径探索与动力学模拟 这一章是本书的一大亮点。它详细解析了如何利用元动力学 (Metadynamics) 和基于路径积分的量子动力学来精确计算催化反应中的能垒和过渡态结构。书中展示了如何模拟多相催化剂表面上复杂的多步反应机制，并预测不同溶剂环境对反应速率的影响，为新型绿色化学工艺的开发提供了强大的预测工具。 第八章：先进电池与能源储存材料的界面现象研究 针对固态电解质和电极材料的退化问题，本章深入研究了离子迁移机制。我们详细描述了如何利用准弹性中子散射 (QENS) 数据来校准分子动力学模拟，从而准确捕捉锂离子在非晶态固态电解质中的跳跃机制。此外，还探讨了电化学界面的精确建模，包括如何模拟电化学腐蚀和SEI（固体电解质界面）层的形成过程。 第十章：软物质与聚合物网络的结构-性能关系 关注复杂流体和弹性体。书中利用粗粒化模型 (Coarse-Graining Models, CG)，详细阐述了如何从原子级细节中提取出对宏观粘弹性至关重要的参数。案例分析包括预测新型生物相容性水凝胶的交联密度对其机械响应的影响，以及理解复杂乳液体系中的拓扑结构演变。 第三部分：计算方法的验证与未来趋势 最后一部分着眼于计算结果的可靠性以及该领域未来的发展方向。 第十二章：计算结果的不确定性量化 (UQ) 强调了现代科学对“可信度”的要求。本章系统介绍了误差分析和敏感性分析的量化方法，包括如何评估输入参数的不确定性如何传递到输出结果中。这对于将模拟结果应用于关键工程决策至关重要。 第十四章：AI赋能的材料发现与逆向设计 展望了计算材料科学的未来。我们探讨了生成对抗网络 (GANs) 和变分自编码器 (VAEs) 在根据目标性能反向设计晶体结构和分子结构方面的潜力。书中提供了将高维结构空间映射到可预测性能空间的具体算法流程。 《尖端材料科学与工程的计算模拟前沿》 不仅是一本技术手册，更是一份面向未来的路线图。它以其深度、广度和前沿性，确保读者能够掌握当前计算科学领域最尖端的工具和方法论，从而引领下一代材料创新。本书的每一个章节都配备了丰富的算法细节、伪代码示例以及对实际应用中常见陷阱的警示，是研究生、资深研究人员和工业界专家的必备参考书。

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