Carbon Nano Forms and Applications pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Sharon, Medhuri/ Sharon, Madhuri, Dr.

出品人:

页数:544

译者:

出版时间:2009-9

价格:$ 169.50

装帧:

isbn号码:9780071639606

丛书系列:

图书标签:

• 碳纳米材料
• 纳米技术
• 碳纳米管
• 富勒烯
• 石墨烯
• 纳米结构
• 材料科学
• 应用物理
• 纳米医学
• 电子器件

《超微材料：结构、性质与前沿应用》 简介： 本书是一部深入探索超微材料世界的权威性著作，旨在为读者提供对这些革命性物质的全面、细致的理解。我们关注的焦点并非单一类型的超微材料，而是涵盖了一系列在原子和分子尺度上展现出独特性能的物质形态。本书将系统地梳理这些材料的科学基础，剖析其微观结构的精妙之处，揭示其宏观性质的非凡来源，并展望它们在各个领域激动人心的未来应用。 内容概述： 第一部分：超微材料的科学基石 在这一部分，我们将从基础理论出发，为理解超微材料打下坚实的基础。 原子与分子世界的法则： 我们将回顾量子力学和统计力学在描述原子和分子行为中的核心作用。重点将放在范德华力、共价键、离子键等相互作用力如何塑造物质的微观结构，以及这些力在纳米尺度上的特殊表现。 材料科学的尺度革命： 探讨材料科学如何从宏观视角转向微观和纳米尺度。我们将介绍“尺度效应”这一关键概念，解释当物质尺寸减小到纳米级别时，其表面积与体积比的急剧增加如何导致光学、电学、磁学和化学性质发生根本性改变。 制备与表征的关键技术： 深入介绍用于合成和分析超微材料的多种先进技术。这包括但不限于： 自上而下（Top-down）方法： 如机械研磨、电子束/离子束刻蚀等，重点介绍其在制备二维材料和纳米颗粒上的应用。 自下而上（Bottom-up）方法： 如化学气相沉积（CVD）、溶胶-凝胶法、水热/溶剂热法、模板合成法等，详细阐述其在构建复杂纳米结构和精确控制尺寸方面的优势。 先进的表征手段： 介绍扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、拉曼光谱等技术，解释它们如何提供关于材料形貌、晶体结构、元素组成和化学键合的丰富信息。 第二部分：多样化的超微材料家族 本部分将聚焦于几种代表性的、具有广泛研究价值的超微材料，深入分析它们的结构特点和内在性质。 零维（0D）纳米结构： 量子点（Quantum Dots）： 详细介绍半导体纳米晶体的光学特性（如量子尺寸效应、荧光特性），探讨其尺寸、形状和表面化学对其光谱响应的影响。 纳米颗粒（Nanoparticles）： 涵盖金属、氧化物、聚合物等多种类型的纳米颗粒，分析其表面效应、催化活性、光学和磁学性质。 一维（1D）纳米结构： 纳米线（Nanorods）、纳米棒（Nanowires）和纳米管（Nanorods）： 探讨这些各向异性结构在电学、力学和光学方面的独特性质，例如导电性、高长径比带来的机械强度以及在传感器和场发射应用中的潜力。 纳米带（Nanoribbons）： 分析其作为二维材料的单层衍生物，以及在电子学和自旋电子学中的应用前景。 二维（2D）材料： 原子层材料（Atomically Thin Materials）： 重点介绍石墨烯（Graphene）、过渡金属硫化物（TMDs，如MoS2, WS2）、黑磷（Black Phosphorus）、氮化硼（h-BN）等，深入剖析它们的原子排列、电子带结构、优异的导电性、导热性、机械强度以及在电子器件、催化、储能和生物医学领域的巨大潜力。 MXenes： 介绍这类新型二维过渡金属碳化物/氮化物/碳氮化物，阐述其独特的表面化学和优异的电化学性能，在电池、超级电容器和电磁屏蔽中的应用。 三维（3D）多孔纳米结构： 多孔纳米材料（Porous Nanomaterials）： 讨论多孔硅、多孔氧化物、金属有机框架（MOFs）等，分析其高比表面积、可调孔径和丰富的内部结构如何赋予其卓越的吸附、分离、催化和传感性能。 第三部分：超微材料的前沿应用 本部分将重点探讨超微材料在各个关键领域的革命性应用，以及未来的发展趋势。 电子与信息技术： 下一代半导体器件： 介绍2D材料和纳米线在构建更高性能、更小尺寸的晶体管、传感器和存储器件中的作用。 柔性电子与可穿戴设备： 探讨超微材料在实现轻薄、柔韧且功能强大的电子产品中的贡献。 量子计算与信息存储： 展望量子点等材料在开发新型量子计算硬件和高效信息存储解决方案中的潜力。 能源存储与转换： 高效电池技术： 分析纳米材料（如锂离子电池正负极材料、固态电解质）如何提升能量密度、功率密度和循环寿命。 超级电容器： 介绍多孔碳材料、MXenes等在提高电容性能和功率输出方面的优势。 太阳能电池： 探讨纳米颗粒、2D材料在提高光电转换效率、降低成本方面的作用。 氢能技术： 分析纳米催化剂在制氢和储氢中的关键作用。 生物医学与健康： 药物输送系统： 介绍纳米载体（如纳米颗粒、纳米胶束）如何实现靶向给药、控释，提高疗效并降低副作用。 生物成像与诊断： 探讨荧光量子点、纳米探针在疾病早期检测和体内成像中的应用。 癌症治疗： 分析光动力疗法、靶向治疗中纳米材料的创新应用。 组织工程与再生医学： 介绍纳米材料作为生物支架，促进细胞生长和组织修复。 环境科学与可持续发展： 水处理与净化： 介绍纳米吸附剂、纳米催化剂在去除污染物、净化水源中的高效性。 空气污染控制： 探讨纳米催化剂在汽车尾气净化、工业废气处理中的应用。 传感器技术： 开发用于环境监测、气体检测、污染物追踪的高灵敏度纳米传感器。 先进材料与工程： 复合材料增强： 将超微材料作为填料，显著提升聚合物、金属、陶瓷等材料的力学、热学和电学性能。 催化剂与反应工程： 设计高效、选择性强的纳米催化剂，推动化学工业的绿色化和效率提升。 光学与光电子器件： 研发新型发光材料、光探测器、非线性光学器件。 结论与展望： 本书的最后部分将总结当前超微材料领域的研究现状，并对未来发展趋势进行深入预测。我们将讨论当前面临的挑战，包括规模化生产、成本控制、长期稳定性和潜在的生物安全性问题。同时，我们将强调跨学科合作的重要性，以及新材料设计理念、计算模拟等工具如何加速超微材料的发现和应用进程。本书旨在激发读者对这一激动人心的领域的兴趣，并为研究人员、工程师和学生提供一份宝贵的参考指南，共同推动超微材料科学的进步，塑造一个更智能、更可持续的未来。

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