Metastable and Nanostructured Materials III pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:

作者:Dos Santos, Dilson S. (EDT)

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:

價格:135

裝幀:

isbn號碼:9780878494743

叢書系列:

圖書標籤:

• Materials Science
• Nanomaterials
• Metastable Materials
• Nanostructure
• Phase Transitions
• Thin Films
• Crystallography
• Materials Properties
• Surface Science
• Materials Engineering

好的，這是一本名為《先進功能材料與結構設計：從微觀到宏觀》的圖書簡介，旨在探索新一代功能材料在多尺度設計、製備及性能調控方麵的最新進展與前沿挑戰。 --- 先進功能材料與結構設計：從微觀到宏觀 圖書簡介 本書深入探討瞭當前材料科學領域中最具活力和影響力的一個交叉學科方嚮：先進功能材料的微觀結構設計、多尺度錶徵以及宏觀性能實現。本書超越瞭單一尺度的研究範式，聚焦於如何通過精確調控材料的原子級、納米級甚至微米級的結構特徵，來賦予材料前所未有的物理、化學和生物學功能。 本書內容涵蓋瞭從基礎理論、實驗技術到實際應用的廣泛範圍，旨在為材料科學傢、工程師、化學傢以及相關領域的研究人員提供一個全麵而深入的參考框架。我們特彆強調材料的“設計”層麵，即如何將理論預測、計算模擬與尖端閤成技術相結閤，以實現目標導嚮的材料開發。 第一部分：微觀結構控製與界麵工程 本部分著重於材料的微觀世界，闡述瞭如何通過精細控製原子排列和晶體缺陷，來決定材料的基本性能。 第一章：晶體學與缺陷工程 本章詳細迴顧瞭晶體結構的基本原理，並深入探討瞭點缺陷、綫缺陷和麵缺陷（如晶界）對材料電學、力學和光學性質的決定性影響。內容包括：如何利用計算模擬預測特定缺陷的形成能和遷移路徑；以及通過熱處理、輻照或化學摻雜等手段，主動調控這些缺陷的濃度和分布，以優化材料性能。重點討論瞭高熵閤金中無序結構對穩定性的影響。 第二章：納米尺度的形貌與尺寸效應 本章聚焦於納米材料的獨特物理現象。涵蓋瞭量子尺寸效應、錶麵等離激元共振（SPR）以及量子限製效應在半導體納米晶體、金屬納米顆粒和一維納米綫中的體現。討論瞭可控的納米結構閤成方法，如化學氣相沉積（CVD）、溶劑熱法以及模闆輔助生長技術，確保納米結構的形貌、尺寸和錶麵化學的精準控製。 第三章：界麵與異質結的構建 功能材料的性能往往由其界麵特性決定。本章係統分析瞭不同材料體係（金屬/半導體、介電質/鐵電體、有機/無機）界麵的形成機製和能帶排列。重點內容包括：如何通過原子層沉積（ALD）精確控製界麵厚度和化學鍵閤；異質結構中應力/應變場的演化；以及界麵對載流子輸運和電荷分離效率的影響，特彆是其在太陽能電池和催化劑中的應用。 第二部分：多尺度耦閤與結構-性能關係 本部分探討瞭如何連接微觀世界與宏觀可見的性能，理解材料在不同尺度上的行為如何相互影響和耦閤。 第四章：多孔與分級結構材料 本章研究瞭具有高度孔隙率和復雜拓撲結構的材料，如金屬有機框架（MOFs）、共價有機框架（COFs）以及生物仿生多孔材料。詳細闡述瞭如何通過控製孔徑分布、連通性及骨架的化學性質，來優化材料的吸附、分離和催化性能。探討瞭分級結構設計（從納米孔道到微米通道）在提高傳質效率中的作用。 第五章：機械性能的尺寸依賴性與增材製造 本章關注材料在宏觀尺度下的力學響應，特彆是當結構特徵尺寸進入微米或納米級彆時，材料強度的非綫性變化。內容涵蓋瞭梯度材料、層狀復閤材料以及晶粒尺寸對屈服強度、疲勞壽命和斷裂韌性的影響。此外，詳細介紹瞭增材製造（3D打印）技術如何實現傳統方法難以獲得的復雜內部幾何結構和梯度性能分布，以及打印過程中的熱曆史對最終微觀結構的影響。 第六章：復雜耦閤場下的性能調控 本章考察瞭材料在多種外部場（電、磁、光、熱）共同作用下的響應。討論瞭電熱耦閤效應在智能傳感和驅動器中的應用；磁-力耦閤在磁流變液和磁性形狀記憶閤金中的調控；以及光-電-熱協同作用在光熱療法和光催化中的潛力。重點分析瞭如何通過材料的非中心對稱性或磁性有序度來增強這些耦閤效應。 第三部分：前沿功能與應用導嚮設計 本部分麵嚮未來技術發展趨勢，展示瞭先進材料在能源、信息和生物醫學領域的前沿應用。 第七章：能源轉換與儲存材料的分子設計 本章聚焦於高能量密度電池、先進催化劑和高效光伏器件所需的材料。討論瞭固態電解質的設計原則，包括離子傳輸機製的優化；電極材料的結構穩定性與體積變化管理；以及用於析氧反應（OER）和析氫反應（HER）的非貴金屬催化劑的錶麵活性位點工程。 第八章：自適應與響應性材料係統 本章探討瞭能夠感知環境變化並做齣可逆響應的智能材料。涵蓋瞭形狀記憶聚閤物、刺激響應性水凝膠（如pH、溫度、光響應）以及自修復材料的機理。詳細分析瞭如何通過高分子網絡結構和交聯點的設計，來精確控製響應的閾值和速率。 第九章：生物界麵與組織工程支架 本章關注生物相容性和生物活性材料的設計。討論瞭如何利用納米結構錶麵修飾和生物分子塗層來調控細胞粘附、增殖和分化。重點研究瞭用於組織再生的多孔支架材料，特彆是具有機械柔性、可降解性和生物信號傳遞能力的復閤材料的開發策略。 --- 總結與展望 《先進功能材料與結構設計：從微觀到宏觀》旨在提供一個跨越多個尺度的、連貫的研究視角。本書不僅係統梳理瞭當前材料科學的核心概念和技術，更重要的是，它強調瞭一種係統性的、麵嚮應用的材料設計哲學。通過理解和掌握從原子排列到宏觀形貌的復雜相互作用，讀者將能夠更有效地駕馭新一代功能材料的開發，推動從基礎研究到工程應用的轉化。本書適閤作為研究生和高級本科生的教材，也是相關領域科研人員的必備參考書。

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