Polyelectrolytes and Nanoparticles pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Kosmella, Sabine

出品人:

页数:105

译者:

出版时间:

价格:$ 123.17

装帧:HRD

isbn号码:9783540463818

丛书系列:

图书标签:

• 材料学
• Polyelectrolytes
• Nanoparticles
• Colloids
• Surface Chemistry
• Polymer Science
• Nanomaterials
• Electrochemistry
• Biomaterials
• Drug Delivery
• Self-Assembly

领域前沿与新兴技术：材料科学与工程新篇章 本书汇集了当前材料科学与工程领域最活跃、最具创新性的研究方向，重点关注新型功能材料的理性设计、合成、结构表征及其在能源、环境和生物医学等关键领域的应用。全书内容严谨、视角前沿，旨在为高年级本科生、研究生以及相关领域的研究人员提供一个全面、深入的学习和参考平台。 第一部分：先进结构材料的构筑与性能调控 本部分深入探讨了如何通过精确控制材料的微观和纳观结构，来赋予材料宏观层面的独特性能。 第一章：高熵合金（HEAs）的相稳定性与力学行为 本章聚焦于近年来迅速发展的复杂多主元合金体系。我们将详细解析高熵合金的设计原理，包括熵效应、迟滞效应、形变增强效应和价电子浓度（CEF）模型。内容涵盖了从第一性原理计算预测到实验合成（如真空电弧熔炼、增材制造）的全过程。重点分析了在极端温度（超高温和低温）以及高应变速率下的力学响应，包括位错运动机制、晶界工程对韧性的影响，以及相分离和有序化过程对材料性能的长期稳定性带来的挑战与机遇。特别讨论了非典型FCC/BCC/无序结构在高熵材料中的形成规律。 第二章：二维（2D）材料的界面工程与异质结构建 二维材料因其独特的量子限域效应和超高的比表面积，成为下一代电子器件和催化剂的理想候选者。本章侧重于界面工程。首先回顾了石墨烯、过渡金属硫化物（TMDs）的最新合成技术，如化学气相沉积（CVD）和机械剥离的优化。核心内容在于如何通过范德华力构建稳定的垂直或平面异质结。深入讨论了界面电荷转移、能带调控（如能级错位对光电转换效率的影响），以及界面缺陷的引入（如空位工程）对催化活性的精细调控策略。此外，还探讨了二维材料在柔性电子和自旋电子学中的应用潜力。 第三章：多孔介质与超轻结构材料的合成与力学优化 本章关注具有极大孔隙率和极低密度的材料系统。内容包括纳米多孔金属、高熵陶瓷基气凝胶和仿生骨架结构的制备。详细解析了溶胶-凝胶法、冷冻干燥法和超临界干燥法的工艺参数对孔径分布、比表面积和机械强度的耦合关系。着重探讨了如何利用拓扑优化设计来抵抗大载荷下的屈曲和压碎，实现了强度与轻量化的平衡。应用实例集中在高效吸附剂、储能电极以及吸声隔热材料。 第二部分：先进功能材料的设计与应用 本部分关注材料在特定功能实现上的突破，特别是在能源转化和环境治理方面。 第四章：固态电解质与界面副反应的抑制 面向下一代高安全、高能量密度固态电池（SSBs），本章系统梳理了聚合物固态电解质、氧化物和硫化物基固态电解质的研究进展。详细分析了固-固界面的接触不良问题，以及锂枝晶穿透机制。研究重点放在界面阻抗的表征技术（如电化学阻抗谱EIS的深入解析），以及通过界面包覆层（如LiPON、原位形成的固体电解质界面SEI）来降低界面能垒、提高锂离子迁移率的策略。 第五章：新型光催化剂的活性位点设计与协同催化 本章聚焦于利用光能驱动化学反应的先进催化体系。内容涵盖量子点、金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）在光催化水分解制氢、二氧化碳还原和污染物降解中的应用。核心在于活性位点工程，包括：如何通过晶格缺陷工程引入氧空位、如何通过表面配体修饰来调节载流子分离效率，以及如何设计双金属位点或单原子催化剂以实现对反应路径的精准控制。讨论了反应机理的光谱学表征方法（如原位拉曼、X射线吸收谱）。 第六章：智能响应材料与自修复系统 本部分探索具有环境感知和自我调节能力的材料。详细介绍了几类智能材料：形状记忆聚合物、热致变色/光致变色材料以及电活性聚合物。特别深入探讨了自修复聚合物基体的设计，包括基于动态共价键（如Diels-Alder反应、咪唑啉-酮反应）和超分子相互作用（如氢键、金属配位键）的修复机制。分析了修复效率、修复次数与材料原始力学性能之间的关系，及其在航天、医疗植入物中的潜在应用前景。 第三部分：计算材料学与高通量筛选 本部分强调了理论计算和数据科学在材料发现中的驱动作用。 第七章：第一性原理计算在材料性质预测中的应用 本章提供了基于密度泛函理论（DFT）的计算方法在材料科学中的实际应用指南。内容包括：精确计算晶格常数、电子结构（能带结构、态密度）、缺陷形成能和扩散路径能垒的计算流程与精度评估。重点介绍了如何利用宏观-微观关联，例如利用计算得到的缺陷浓度来解释宏观电导率的变化。讨论了计算方法的局限性，如对强关联体系（如过渡金属氧化物）的准确描述挑战。 第八章：机器学习在材料相图构建与性能预测中的集成 本章介绍如何整合高通量计算数据和实验数据，利用机器学习（ML）加速材料发现。内容涵盖：特征工程（Descriptor Selection）如何有效地编码材料的化学和结构信息；常用ML模型（如高斯过程回归、神经网络）在预测材料相稳定性和优化合成参数中的应用。重点展示了贝叶斯优化在指导实验设计、显著减少实验次数方面的流程，为研究人员提供了一条通往“材料基因组计划”的实践路径。 本书结构清晰，内容覆盖了从基础理论到前沿应用的多个维度，强调了跨学科研究的重要性，是当前材料科学领域研究人员必备的参考书。

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《Polyelectrolytes and Nanoparticles》这个书名，听起来就像一本专门为我这样对材料科学，尤其是那些具有复杂分子结构和纳米尺寸效应的材料感兴趣的读者量身定制的。聚电解质，这个词本身就勾勒出了一种动态的、充满相互作用的微观世界。我脑海中立刻浮现出带电荷的聚合物链在溶液中相互排斥又受溶剂影响而蜿蜒伸展的景象，它们的性质必然会受到溶液的离子强度、pH值、甚至温度等多种因素的深刻影响。书中大概会深入探讨聚电解质的电荷密度、链的刚柔性、以及它们如何通过静电作用与小分子离子、甚至是大分子形成复合物。我非常期待了解聚电解质在不同环境下的溶液行为，比如溶解度、粘度、以及形成胶束或囊泡的自组装现象。另一方面，“Nanoparticles”则将我们的视野拉到了另一个尺度——纳米尺度，这是一个充满奇妙物理和化学现象的尺度。我猜想书中会详细介绍各种类型的纳米粒子，从金属纳米粒子到半导体纳米粒子，再到聚合物纳米粒子，它们独特的光、电、磁、催化性能正是源于其极小的尺寸。而当这两个概念结合在一起，形成“Polyelectrolytes and Nanoparticles”时，其潜在的应用前景更是令人激动。我想到的是，聚电解质如何能够稳定纳米粒子，防止它们团聚，从而在各种体系中实现纳米粒子的有效分散和应用。同时，纳米粒子作为功能单元，嵌入到聚电解质基体中，可以赋予聚电解质新的功能，比如提高其机械强度、导电性，或者作为催化剂载体。这本书就像一扇窗户，让我得以窥见这两个前沿领域如何相互交织，共同创造出具有突破性性能的新材料，我迫不及待地想要翻开它，探索其中的奥秘。

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《Polyelectrolytes and Nanoparticles》这个书名，仿佛一声召唤，将我带入了一个充满未知的材料科学前沿。我对那些能够在分子尺度上精确控制，并展现出独特功能性的材料系统，有着不懈的追求。聚电解质，这个词语本身就蕴含着丰富的物理化学内涵，我猜想书中会深入探讨它们的结构多样性，例如线型、星形、梳状以及交联的聚电解质，以及它们分子链上不同类型和密度的带电基团如何影响其在溶液中的行为。我期待书中能详细阐述聚电解质的溶液性质，如电荷屏蔽效应、离子氛的形成、以及它们如何在不同pH、离子强度和温度下发生溶解、沉淀或形成复杂的纳米结构。而“Nanoparticles”的引入，则将探索的边界推向了另一个令人神往的尺度——纳米级别。我设想书中会全面介绍各种纳米粒子的合成方法、表征手段，以及它们独特的尺寸效应所带来的光学、电子、催化和磁学性能。金属纳米粒子、半导体纳米粒子、以及碳纳米材料，它们各自的特性都足以引发无限遐想。然而，“Polyelectrolytes and Nanoparticles”的组合，才是最让我心动的。这标志着本书将深入研究这两个看似独立却又紧密联系的领域是如何协同作用，创造出更具潜力的功能材料。我非常好奇书中会如何阐述聚电解质作为纳米粒子的稳定剂、分散剂，甚至作为活性界面层，如何实现对纳米粒子性能的调控。同时，我也期待了解纳米粒子如何作为功能性填充物，嵌入到聚电解质基体中，从而提升复合材料的机械强度、导电性、生物相容性，或赋予其新的催化活性。这本书无疑为我打开了一扇深入探索这一交叉领域前沿知识的窗口。

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《Polyelectrolytes and Nanoparticles》这个书名，让我立刻感受到一股浓厚的科学气息，仿佛开启了一扇通往微观世界奥秘的大门。我对那些能够通过精妙的分子设计和尺寸控制来展现独特性能的材料领域一直抱有极大的热情，而聚电解质和纳米粒子正是其中的代表。在书中，我期望能够深入理解聚电解质的基本原理，包括它们分子链上带电基团的种类、分布以及电荷密度如何影响其在溶液中的行为。我希望了解聚电解质是如何通过静电相互作用、链的构象变化等机制，在不同的环境条件下（如pH、离子强度、温度）表现出丰富的物理化学性质，例如溶解度、粘度、以及形成各种有序或无序的聚集体。同时，“Nanoparticles”这个词的出现，将我的视野引向了另一个充满奇迹的尺度。我设想书中会详细介绍各种类型的纳米粒子，从金属纳米粒子、氧化物纳米粒子到碳基纳米材料，以及它们的尺寸、形貌、表面化学性质如何决定了它们在光学、电子、催化、生物医学等领域的独特功能。而“Polyelectrolytes and Nanoparticles”的结合，更是让我倍感兴奋，它预示着本书将重点探讨这两个领域是如何相互促进、协同作用，从而构建出性能更优越、应用更广泛的新型复合材料。我非常期待书中能详细阐述聚电解质如何作为一种有效的稳定剂、分散剂，甚至模板剂，来调控纳米粒子的形成、稳定性和功能化。反之，我也好奇纳米粒子如何作为功能性的填料，增强聚电解质的机械性能、导电性、或引入新的催化活性。这本书无疑提供了一个深入探索这个交叉领域前沿知识的绝佳机会，我迫不及待地想要翻阅它，汲取其中的智慧。

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《Polyelectrolytes and Nanoparticles》这本书名，直击我内心深处对材料科学前沿探索的渴望。当“Polyelectrolytes”这个词映入眼帘时，我立刻联想到那些在分子链上带有可电离官能团的高分子，它们如同微小的、带有电荷的“丝线”，在溶液中交织、缠绕，展现出极其丰富的物理化学行为。我迫切希望书中能够详细解析聚电解质的结构与性质之间的精妙联系，例如，聚电解质的电荷密度、链的刚性、以及它们与周围离子之间的静电相互作用，如何共同决定其在不同溶剂、不同pH值、以及不同离子强度下的溶解度、粘度、甚至形成复杂三维网络的凝胶化现象。我期待书中能深入探讨聚电解质的自组装行为，比如如何形成具有特定尺寸和形貌的纳米结构，以及这些结构在药物递送、基因转染等领域的潜在应用。而“Nanoparticles”这个词的加入，则将我的好奇心进一步推向了另一个维度。我设想书中会介绍各种类型的纳米粒子，从金属纳米粒子（如金、银、铂）到氧化物纳米粒子（如二氧化钛、氧化硅），再到半导体纳米粒子（如量子点），以及它们的合成方法、表面修饰技术，和由此产生的独特光学、电子、催化性能。更令我兴奋的是，“Polyelectrolytes and Nanoparticles”这两个概念的结合。这表明本书将不仅仅是分别介绍这两个领域，而是深入探讨它们之间的协同效应。我期待了解聚电解质如何作为一种有效的稳定剂，分散并保护纳米粒子，使其在溶液中保持稳定，并赋予其特定的功能。反之，纳米粒子也可以作为一种功能性的填充物，嵌入到聚电解质基体中，形成复合材料，从而提升材料的机械性能、导电性、光学活性，或者作为高效的催化剂载体。这本书无疑为我提供了一个深入挖掘这两个交叉领域前沿知识，并激发创新思维的绝佳机会。

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读到《Polyelectrolytes and Nanoparticles》这个书名，我立刻被它所蕴含的科学深度所吸引。这不仅仅是一个简单的标题，它指向的是一个充满活力且日新月异的研究领域。聚电解质，那些在分子链上带有可电离基团的高分子，它们独特的带电特性赋予了它们在溶液中极其丰富的行为，从复杂的构象变化到与带相反电荷离子的静电相互作用，乃至形成纳米尺度的聚集体。我很好奇书中会如何阐述这些基础原理，例如泊松-玻尔兹曼方程在描述聚电解质链周围离子分布中的应用，或者 Manning 理论如何解释聚电解质链的有效电荷密度。接着，当“Nanoparticles”这个词出现在书名中时，我脑海中立刻浮现出各种各样的小尺寸粒子，它们的表面积与体积之比极高，从而表现出许多与宏观材料截然不同的性质。我想象着书中会探讨金属纳米粒子（如金、银）的光学特性，氧化物纳米粒子（如TiO2, SiO2）的催化或吸附性能，以及量子点的发光特性。而更让我兴奋的是“Polyelectrolytes and Nanoparticles”的组合。这表明本书不仅仅是分别介绍这两个领域，而是深入探讨它们之间的交叉与融合。我猜测书中会详细讨论如何利用聚电解质作为稳定剂，防止纳米粒子在溶液中发生不可逆的聚集，从而实现纳米粒子的均匀分散。反之，纳米粒子作为填料或活性组分，与聚电解质基体结合，可以形成具有复合功能的新型材料。例如，聚电解质/纳米粒子复合膜可能在离子传导、气体分离方面表现出优异的性能。我还期待书中能涉及聚电解质包裹纳米粒子的自组装过程，以及这种结构在药物缓释、基因转染等生物医药领域的应用前景。这本书无疑是一次深入探索这两个交叉领域前沿的绝佳机会。

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这本《Polyelectrolytes and Nanoparticles》的书名就充满了科学的厚重感，一下子就吸引了我，仿佛打开了一个通往微观世界奥秘的大门。我一直对材料科学，特别是那些具有独特电子和离子特性的高分子材料以及尺寸在纳米尺度上的粒子充满了好奇。书名中的“Polyelectrolytes”本身就勾勒出了一幅画面：带电荷的高分子链在溶液中蜿蜒伸展，它们之间以及与周围的离子之间的相互作用，构成了复杂而迷人的物理化学景观。我迫不及待地想知道，书中会如何深入剖析这些聚电解质的结构-性质关系，例如它们在不同pH、离子强度、溶剂环境下的形变、聚集行为，以及它们作为功能性材料在催化、分离、传感等领域的潜在应用。而“Nanoparticles”则将这个故事推向了另一个维度，微观颗粒的出现，意味着我们可以借助这些小而强大的“积木”，构建出全新的、具有前所未有性能的宏观材料。我设想着书中会详细介绍不同类型的纳米粒子，比如金属纳米粒子、氧化物纳米粒子、量子点等等，它们独特的尺寸效应和高表面积带来的奇妙性质。更重要的是，书名暗示了这两者之间的协同作用——聚电解质如何与纳米粒子结合，形成复合材料，这种结合又会带来怎样的“1+1>2”的效果？是增强了纳米粒子的分散性，还是赋予了聚电解质新的功能？我脑海中闪过无数的可能性，比如聚电解质包裹的纳米粒子，或者纳米粒子嵌入的聚电解质网络，它们在药物递送、生物成像、能源储存等前沿领域可能扮演的角色。这本书的出现，无疑为我提供了一个深入探索这些迷人领域的绝佳机会，我对它寄予了厚望，希望能从中获得前沿的知识、深刻的洞见，甚至激发我自己的研究灵感。

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