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出版者:

作者:Kolasinski, Kurt W.

出品人:

页数:500

译者:

出版时间:2008-6

价格:742.00元

装帧:

isbn号码:9780470033081

丛书系列:

图书标签:

• 表面科学
• 物理
• 化学
• 材料科学
• 纳米技术
• 界面科学
• 真空技术
• 薄膜
• 催化
• 吸附

《表面科学》 一本深入探索物质世界微观边界的综合性著作 《表面科学》并非一本简单介绍某一特定物质或现象的书籍，而是一部聚焦于物质与其周围环境相互作用的“界面”——表面——的深度解析。它打开了一扇通往肉眼不可见、却主宰着我们所处世界运行法则的大门。从我们呼吸的空气、赖以生存的水，到精密的电子设备、复杂的生物体，表面无处不在，其性质和行为深刻影响着物质的功能、反应以及我们与世界的互动方式。 本书旨在为读者构建一个关于表面科学的全面认知框架，它涵盖了从基础理论到前沿应用的广泛内容，力求让读者深刻理解表面现象背后的物理和化学原理，以及这些原理如何在实际世界中发挥至关重要的作用。 核心内容概览： 表面结构的奥秘： 表面并非只是材料的“外衣”，它拥有独特的原子排列和电子结构。本书将详细阐述不同晶体表面、非晶体表面以及多相界面的结构特征，包括表面重构、吸附位点、缺陷类型等。我们将深入了解如何通过先进的显微技术，如扫描隧道显微镜（STM）、原子力显微镜（AFM），以及X射线衍射（XRD）、低能电子衍射（LEED）等，直观地“看见”并解析这些原子尺度的表面结构。 表面过程的动力学： 物质在表面的行为是一个动态的过程。本书将系统介绍在表面发生的各种动态过程，包括原子的扩散、迁移，分子的吸附与脱附，以及表面化学反应的机理。我们将探讨影响这些过程的关键因素，如温度、压力、反应物浓度以及表面性质，并学习如何通过光谱学技术（如X射线光电子能谱XPS、俄歇电子能谱AES）和动量成像技术来实时监测和理解这些过程。 表面相互作用的本质： 表面是物质之间发生相互作用的舞台。本书将深入剖析在表面发生的各种相互作用，从范德华力、静电力到共价键和离子键的形成。我们将探讨吸附质与基底之间的电子效应，以及这些相互作用如何影响物质的化学活性和物理性能。量子力学计算，如密度泛函理论（DFT），将作为重要的理论工具，帮助我们理解和预测这些复杂的相互作用。 表征与探测的艺术： 精准地表征和探测表面性质是表面科学的核心。本书将详细介绍各种用于研究表面化学、物理性质和结构的先进技术。除了前述的显微和光谱技术，我们还将深入探讨表面等离子体共振（SPR）、反射吸收红外光谱（RAIRS）、紫外-可见光谱（UV-Vis）等方法，以及它们在分析表面组成、电子结构、分子取向和反应动力学方面的独特贡献。 应用领域的无限可能： 表面科学的研究成果并非仅仅停留在实验室的理论层面，它们已经渗透到我们生活的方方面面，并不断驱动着科技的进步。本书将重点介绍表面科学在多个关键领域的应用，包括： 催化： 从工业生产中的催化剂设计，到环境治理中的催化转化，表面催化是实现高效化学反应的关键。我们将探讨多相催化、均相催化以及酶催化等不同模式下表面在催化过程中的作用。 材料科学： 纳米材料的性能、薄膜的生长、涂层的防护，都与表面性质息息相关。本书将展示如何通过调控表面来设计和优化具有特定功能的材料。 半导体与电子学： 芯片的制造、传感器的性能、新能源器件的效率，都离不开对半导体表面及其界面特性的深入理解和精确控制。 生物医学： 药物递送、生物传感器、植入式医疗器械的生物相容性，都依赖于对生物界面相互作用的精确调控。 能源技术： 太阳能电池的光电转换效率、燃料电池的电化学活性、电池的储能性能，都与电极表面的化学和物理过程紧密相连。 本书的特色： 《表面科学》将理论深度与实践应用相结合，不仅为研究人员和学生提供了坚实的理论基础，也为工程师和技术开发者提供了解决实际问题的思路和方法。本书的写作风格旨在清晰、严谨，但又不失可读性，力求让读者在理解复杂概念的同时，感受到探索物质微观世界边界的乐趣。它不仅仅是一本教科书，更是一扇通往更深层次理解我们所处世界的窗户，它揭示了那些无形却无比强大的表面力量，如何塑造着我们所感知的一切。 无论您是对物质微观结构的奥秘充满好奇，还是希望在材料、能源、环境或生物医学等领域寻求突破，《表面科学》都将是您不可或缺的指南。它将引导您穿越原子和分子的尺度，去发现那些决定物质特性、驱动科学进步的根本力量。

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这部书，我拿到手的时候，光是封面设计就让我眼前一亮，那种低调而富有质感的灰蓝色调，搭配着精致的字体排版，立刻就给人一种严谨而专业的印象。我原本对这个领域了解不深，只是出于好奇心和对新知识的渴望才翻开了它。然而，一旦沉浸其中，我才发现自己陷入了一个怎样广阔而迷人的世界。它不像我之前读过的一些科普读物那样，只停留在概念的表面，而是用一种近乎雕琢的方式，将那些原本抽象的物理和化学现象，描绘得栩栩如生。作者似乎非常懂得如何引导读者的思维，从最基础的原子排列规律讲起，逐步深入到复杂的界面反应机制。特别是书中关于催化剂表面活性位点形成过程的论述，那种层层递进的逻辑推导，让人感觉自己仿佛真的站在了显微镜前，亲眼目睹着纳米尺度的奇迹发生。阅读过程并非坦途，有些涉及量子力学和热力学的章节，我不得不放慢速度，甚至需要借助一些外部资料来辅助理解，但这恰恰是它价值所在——它不是廉价的消遣，而是需要投入精力的智力挑战。每一次攻克一个难点，随之而来的满足感，都比完成一次轻松的阅读要深刻得多。这本书的图示和实验数据引用也极其丰富，每一个图表都像是经过精心挑选和设计的艺术品，为文字的论述提供了坚实的支撑，让那些复杂的理论有了直观的参照物。这本书绝不仅仅是教科书的简单集合，它更像是一趟由顶尖专家亲自引领的，通往物质最深层秘密的探险之旅。

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我通常对这类理论性极强的书籍抱有一种敬畏感，因为它们往往伴随着枯燥的推导和难以消化的公式堆砌。然而，《Surface Science》在这方面做出了令人耳目一新的平衡。它不是那种让人望而却步的学术“砖头”，它拥有令人惊讶的“可读性”。作者似乎深谙教育心理学，总能在你感到思维疲劳的临界点，插入一个精妙的案例研究或者一个极富启发性的比喻。例如，书中对界面能的解释，它没有直接引用复杂的吉布斯自由能公式，而是将其比喻为两个不同“性格”的液体试图混合时所表现出的排斥或吸引倾向，这种生活化的类比，瞬间拉近了抽象概念与日常经验的距离。我特别喜欢书中对“清洁度”的定义和量化方法的讨论，它揭示了在微观世界中，一点点的杂质如何能彻底改变宏观材料的性能，这让我对工业制造中的“洁净室”概念有了更深层次的理解和尊重。这本书的价值在于，它不仅告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“为什么会是这样”，并且让你清晰地看到“如何利用这一原理”。它培养的不是记忆力，而是洞察力。对于任何渴望将基础科学原理转化为实际工程应用的人来说，这本书无疑是一份珍贵的、充满智慧的指南，其内容丰富到足以支持数年的深入学习和研究。

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我通常对这类偏向硬核研究领域的书籍敬而远之，总觉得它们晦涩难懂，充满了只有专业人士才能消化的术语。然而，这本《Surface Science》却以一种出乎意料的亲和力吸引了我。它在保持其学术深度的同时，成功地在不同层次的读者之间架起了一座坚实的桥梁。我特别欣赏作者在处理复杂数学模型时的策略：他们不会一上来就抛出复杂的方程，而是先用直观的物理图像或类比来解释该模型的物理意义和适用范围，然后再逐步引入数学工具。这种“先形象，后抽象”的处理方式，极大地降低了初学者的门槛。对我而言，这本书最大的亮点在于其跨学科的整合能力。它不是孤立地讨论表面物理，而是将电子态、晶体缺陷、流体力学甚至生物膜的形成等多个看似无关的领域巧妙地编织在一起。阅读其中关于高真空技术对表面清洁度的影响那一部分时，我甚至能想象到那些精密仪器的内部构造和操作流程，那份对工艺细节的极致追求，令人叹为观止。这本书的结构组织极其清晰，章节之间的过渡如同精密的齿轮咬合，每一个部分都承接上文，又为下文做好了铺垫，保证了阅读的连贯性和整体性，丝毫没有支离破碎的感觉，读起来非常“顺滑”。

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这本书的深度和广度是毋庸置疑的，但真正让我震撼的是它对于前沿研究的捕捉和前瞻性。它不仅仅是对现有知识的梳理，更像是一份正在被书写的科研蓝图。书中对于等离子体表面改性和原子层沉积（ALD）技术的讨论，其详尽程度和对未来工业化应用的预测，都显示出作者团队对该领域最新动态的深刻把握。我特别关注了其中关于表面重构和相变动力学的章节，作者利用了最先进的计算模拟结果来佐证理论推导，这使得书中的内容充满了“此时此刻”的生命力，而不是陈旧的定论。很多教科书的知识点都是滞后的，但这本书却让你感觉自己正坐在全球顶尖的实验室里，与那些最活跃的研究人员同步思考。此外，这本书的排版和装帧质量也值得称赞。纸张的厚度和墨水的质量都非常出色，长时间阅读也不会产生视觉疲劳。这对于一本需要反复查阅和细致研读的专业书籍来说，是至关重要的细节。它体现了出版方对知识载体的尊重。读完这本书，我感觉自己不仅收获了一套系统的知识体系，更重要的是，它为我未来的研究方向提供了一个全新的、更具挑战性的视角。这本书是工具，更是思想的催化剂。

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说实话，我抱持着一种怀疑的态度开始阅读的，因为市面上关于材料科学的书籍实在太多，很多都只是旧知识的重新包装，缺乏真正的洞察力。但《Surface Science》彻底颠覆了我的看法。这本书的叙事节奏非常独特，它没有采用那种平铺直叙的教科书式的结构，反而更像是一部宏大的史诗，讲述了人类如何一步步揭开物质表面奥秘的历史进程。作者在讲述理论时，总能巧妙地穿插一些历史上的关键实验和那些伟大的科学家们在探索过程中所遇到的困境与转折。这种叙事手法极大地增强了阅读的代入感，让人在学习知识的同时，也感受到了科学探索的艰辛与浪漫。比如，关于范德华力和化学吸附的对比分析部分，作者没有直接给出结论，而是通过详细对比不同模型在解释实验现象上的优劣，引导读者自行得出最合理的解释。这种“苏格拉底式”的教学方法，极大地激发了我主动思考的欲望。我发现自己不再是被动地接受信息，而是主动地参与到知识的构建过程中。这本书的语言风格在保持专业性的同时，又充满了哲思的火花，它让我开始思考“表面”这个概念在更广阔的哲学范畴内的意义。它不仅仅是物理或化学的范畴，它关乎界限、关乎互动、关乎存在本身。这本书的阅读体验，更像是一次高强度的思维体操训练，让人在合上书本后，依然能感受到大脑正在高速运转的余温。

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