Nanoscale Structure and Assembly at Solid-Fluid Interfaces

Nanoscale Structure and Assembly at Solid-Fluid Interfaces pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer
作者:Liu, Xiang Yang; de Yoreo, James J.;
出品人:
页数:700
译者:
出版时间:2004-7-14
价格:USD 689.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9781402078101
丛书系列:
图书标签:
  • 纳米结构
  • 界面科学
  • 流体
  • 组装
  • 材料科学
  • 表面化学
  • 纳米技术
  • 固体物理
  • 界面工程
  • 自组装
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具体描述

All of us have read about the vast potential inherent in nanotechnology and the exciting impact it has had in changing our lifestyle in the 21st century. One of the basic issues confronting us is how to fabricate devices or materials on the nano scale. What is the basic physics governing the formation of nano phases? How can biological systems inspire us to formulate nano scale architectures, in the way nature has always done and continues to do? These are two main areas of focus in this book. The aim of this reference is to take us to the root of these issues: the solid-fluid interfacial structures and the basic interactions between structural units that determine the kinetics of nano particles and assembly formation, and subsequently the resulting structures and functionalities of the nano phases and devices. By taking a fresh look at the novel nano structure engineering and surface probing technologies from a global viewpoint of fundamental principles, the two volumes of this book direct our focus from the macroscopic phase to the nano structures ranging from inorganic to bio nano materials. Featuring contributions from a number of international experts in the related fields, this book offers a comprehensive and synergistic look into these challenging issues in terms of theoretical modeling, computer simulations, advanced surface probing and fabrication and interface characterizations. The book also provides a link to the nanostructure engineering of some novel materials playing an important role in advancing technologies in this field. Volume I focuses on both the theoretical and experimental aspects of crystal surfaces and solid-fluid interfacial structures, the effect of ordering and disordering of the interfacial molecules on the kinetics of crystalline matter, and in particular on the nano crystalline phase and the formation of self-organized nanofiber networks. Expertly written chapters expand the existing knowledge on surface/interfacial structures associated with bulk phases to the micro/nano structural domain, presenting examples of the characterization and manipulation of self-organized nano structures. The subject matter covers also the principles and technologies concerning nano phases, surface/interface structure formation and characterization, and fabrication. Volume II is devoted to the assembly of bio-related nano structures and hybrid nano materials and systems. The part on bio-related nanostructures focuses on the aggregation and pattern formation of protein molecules, or biomaterials in the bulk and on the surface of designated substrates. The way to control the process of biomineralization, biological matrices, hierarchical structures and other bio-related materials by relying on robust methods, such as templating, AFM, Chemoselective Ligation, scanning probe nanolithography will also be treated in detail. In addition, innovative techniques to engineer complex nano structures such as molecular design and molecular self assembly are highlighted.

《表面之下:微观世界的物质形态与动态》 在我们周围看似平坦的宏观世界之下,隐藏着一个充满活力和复杂性的微观领域。无数的粒子在不断地运动、相互作用,并在物质表面形成错综复杂的结构。这些结构,以及它们在液体介质中的动态变化,深刻地影响着从生物体的基本功能到工业生产中的化学反应等方方面面。 本书《表面之下:微观世界的物质形态与动态》将带领读者深入探索这一迷人的领域。我们不聚焦于特定的材料科学或化学工程应用,而是着眼于更普遍的、适用于各类固液界面的基本科学原理。本书旨在揭示在纳米尺度上,物质是如何组织自身,又是如何响应外部环境而发生变化的。 第一部分:微观结构的几何与电子学 我们将从最基本的层面开始,审视固液界面上物质的原子和分子排列。这包括: 晶体表面的几何构型: 了解不同晶面如何影响其表面能和反应活性。我们将探讨重构、吸附和表面缺陷等概念,这些都是理解界面行为的关键。 原子尺度的结构表征: 介绍扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)等关键技术,它们使我们能够“看见”并操纵单个原子。我们将讨论如何从这些图像中解析出结构信息,以及它们如何揭示原子层级的排列规律。 电子态的分布与演化: 深入研究固体表面电子的性质,以及它们如何与液体分子相互作用。我们将探讨电子密度的变化、表面态的形成,以及这些电子效应如何驱动化学反应和改变表面特性。 量子力学在界面上的体现: 简要介绍量子隧穿和表面电子的局域化等现象,并解释它们如何在纳米尺度上对物质的行为产生重要影响。 第二部分:液体的特异性与界面动力学 液体并非只是简单的“背景”,它们在固液界面上表现出显著的特异性。我们将重点关注: 溶剂化效应: 深入探讨液体分子如何围绕固体表面排列,形成溶剂化层,以及这种相互作用如何改变固体的性质和反应路径。 液体分子的吸附与脱附: 分析液体分子在固体表面形成单层或多层膜的机制,以及这些膜的稳定性如何受到温度、压力和溶质的影响。 界面扩散与迁移: 研究液体中的溶质分子或固体表面的吸附物是如何在界面上运动的。我们将讨论表面扩散的驱动力,以及其与体相扩散的差异。 相变与界面张力: 探讨液体在固体表面结晶、蒸发或凝结等相变过程,以及界面张力在这些过程中扮演的角色。我们将介绍杨-拉普拉斯方程等基本概念,并探讨其在微观尺度的适用性。 第三部分:界面相互作用的理论模型与实验观察 理解固液界面的复杂性,离不开理论模型的指导和实验技术的支持。本部分将: 介绍微观模拟方法: 涵盖分子动力学(MD)和蒙特卡洛(MC)等计算技术,它们能够模拟原子和分子的运动,并预测界面的结构和动力学行为。我们将讨论这些方法的优势和局限性。 探讨经典热力学与统计力学在界面上的应用: 解释如何利用这些宏观理论来理解和预测微观界面现象,例如吸附等温线、表面能的测量等。 结合先进的实验技术: 回顾并强调X射线衍射(XRD)、中子散射(NS)以及各种光谱技术(如拉曼光谱、红外光谱)等,它们如何提供关于界面结构和动力学的互补信息。 揭示不同尺度下的关联性: 探讨如何将原子尺度的理解与更宏观的界面现象联系起来,从而建立一个完整的科学认知框架。 《表面之下:微观世界的物质形态与动态》 并非一本面向特定技术领域的指南,而是致力于为读者提供一个扎实的、普适性的基础知识体系。无论您是材料科学家、化学家、物理学家,还是对微观世界的奥秘充满好奇的探索者,本书都将为您打开一扇通往理解物质本源的新视角。我们将通过清晰的阐述、严谨的逻辑和丰富的实例,共同揭示隐藏在固体与液体界面下的,那个令人着迷的微观世界。

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