The Kelvin Probe for Surface Engineering pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Subrahmanyam, A./ Kumar, Suresh

出品人:

页数:200

译者:

出版时间:2008-7

价格:$ 112.94

装帧:

isbn号码:9781420080773

丛书系列:

图书标签:

Kelvin probe force microscopy
Surface science
Surface engineering
Materials science
Thin films
Corrosion
Electrochemistry
Surface characterization
Scanning probe microscopy
Materials properties

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具体描述

Answering the need for fabrication specifications and analytical standards, this volume is the first complete source of information on the Kelvin probe. In surface engineering, the probe is considered the most powerful non-destructive technique used to understand active and passive surfaces and interfaces. While the equipment can be easily fabricated, until now engineers have lacked ready access to what this text provides: systematic documentation on design and fabrication. Just as significantly, this authoritative volume also explains how to interpret Kelvin probe data. It guides readers through the basics of design and builds their capacity for analysis through the use of case studies.

好的，这是一本关于高分子材料的先进表征技术的图书简介，侧重于其在功能化表面设计中的应用，旨在为材料科学家、工程师以及高分子化学专业人士提供一份深入且实用的参考。 --- 书名：高分子功能化表面的微观结构与性能调控导言：跨越尺度的界面科学高分子材料的性能往往不取决于其本体结构，而在于其表面和界面的性质。从生物医学植入物到高性能涂层，再到柔性电子器件，材料的功能性（如润湿性、粘附性、生物相容性、催化活性）高度依赖于其表层几纳米到微米尺度的结构、化学组成和链段排列。本书《高分子功能化表面的微观结构与性能调控》汇集了当前最前沿的表征技术、合成策略与性能分析方法，系统性地探讨了如何通过精确控制高分子表面的化学和形貌，来实现预期的宏观功能。我们不仅关注“如何合成”具有特殊表面的材料，更着重于“如何看清、量化并理解”这些复杂结构与最终性能之间的内在联系。本书的结构设计遵循“从分子到器件”的逻辑链条，深入剖析了多种先进表征技术在解析高分子复杂界面时的独特优势和局限性。 --- 第一部分：高分子表面工程的理论基础与合成路径（约300字）本部分首先建立了高分子界面科学的理论框架。我们回顾了高分子链在界面处的重排、富集与脱混现象，阐述了表面能理论、临界胶束浓度（CMC）在表面活性剂和嵌段共聚物设计中的指导作用。随后，重点介绍了功能化表面的制备策略。这包括： 1. 自组装技术：利用嵌段共聚物（BCP）的热力学驱动力，实现纳米尺度的周期性结构图案化。 2. 表面接枝聚合：如“从表面出发的聚合”（Grafting From）与“表面接枝引发”（Grafting To），用于精确控制界面上的链密度和链长分布。 3. 交联与固化过程中的界面效应：探讨了涂层干燥、固化过程中溶剂挥发和链迁移对最终表面粗糙度和化学均匀性的影响。本部分为后续的深入表征奠定了坚实的化学和物理基础。 --- 第二部分：先进表面与界面结构表征技术（约700字）这是本书的核心，详细介绍了用于解析高分子功能化表面的“侦察工具箱”。我们不仅描述了仪器的基本原理，更着重于如何针对高分子体系进行优化和数据解释。 A. 元素与化学组成分析 X射线光电子能谱（XPS）：详细解析了在不同激发能量下，XPS对深度剖析（通过角度依赖性测量）和化学态识别（如C-C, C-O, C=O键的定量分析）的优势。特别讨论了如何处理高分子样品在真空下的弛豫效应。二次离子质谱（ToF-SIMS）：本书强调了ToF-SIMS在分子碎片信息捕获上的不可替代性。通过深度剖析模式（Depth Profiling）和成像模式（Imaging），我们展示了如何识别界面处的共混物脱层、增塑剂迁移以及纳米粒子在聚合物基体中的空间分布。 B. 形貌、粗糙度与拓扑学解析原子力显微镜（AFM）及其模式：不仅仅是静态形貌成像，本书深入探讨了动态力学成像（DLI）和相位成像在解析高分子薄膜表面模量差异和粘弹性信息上的应用。例如，如何利用力谱曲线区分化学接枝的致密层与物理吸附的松散层。椭偏仪（Spectroscopic Ellipsometry, SE）：重点阐述了SE如何在高真空或非破坏性条件下，精确测量薄膜厚度（皮米级精度）、折射率和光吸收特性，这对理解光响应性高分子材料至关重要。 C. 链段排列与分子动力学研究傅里叶变换红外光谱（FTIR）的表面增强技术：包括衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）和反射吸收光谱（RAIRS）。重点解析了如何通过吸收峰的位移和强度变化，来判断表面层链段的取向度（如聚合物链的垂直或平行于基底的排列）。中子反射（Neutron Reflectometry, NR）：作为对XPS和SIMS的有力补充，NR因其对氢原子和氘原子的敏感性，被专门用于研究聚合物/水界面、聚合物/聚合物界面的链段溶胀程度、水合层厚度和表面活性剂层结构，实现对水环境下的动态过程追踪。 --- 第三部分：功能化表面与宏观性能的关联（约500字）本部分将表征数据转化为可操作的工程参数，关注特定功能在高分子界面上的实现。 A. 润湿性与表面能量的精确调控详细分析了Young方程在复杂高分子表面的局限性，并引入Cassie-Baxter模型和Wenzel模型来解释超疏水和超亲水表面的形成机制。探讨了通过引入氟化链段或PEG链段，如何利用XPS分析的化学组分和AFM分析的粗糙度参数，来预测和优化接触角。 B. 生物相容性与蛋白质吸附的界面控制在高分子生物材料领域，界面是决定成败的关键。本书阐述了： 1. 蛋白质吸附动力学：如何利用表面等离子共振（SPR）或石英晶体微天平（QCM）来实时监测生物分子在功能化表面的动态吸附行为。 2. 抗污/促粘附策略：通过ToF-SIMS识别表面化学的微小变化如何导致选择性的细胞粘附或抗血栓形成。例如，分析PEG化表面在长时间浸泡后链段的脱落情况。 C. 摩擦学与涂层耐久性针对耐磨涂层，我们关注了纳米压痕技术在测量表面硬度和弹性模量时的深度依赖性，以及如何利用原位摩擦测试来观察不同表面修饰对界面摩擦系数的长期影响。总结与展望《高分子功能化表面的微观结构与性能调控》不仅仅是一本技术手册，更是一部面向交叉学科的指南。它强调了在进行任何表面改性实验时，必须同步采用多维度的表征手段，才能真正建立起“合成-结构-性能”的完整闭环。本书的读者将能够掌握解析复杂高分子界面的核心能力，从而加速新一代功能材料的研发进程。