Fundamentals of Interface and Colloid Science pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Academic Press

作者:J. Lyklema

出品人:

页数:736

译者:

出版时间:1991-02-11

价格:USD 225.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780124605251

丛书系列:

图书标签:

• 界面科学
• 胶体科学
• 表面化学
• 物理化学
• 材料科学
• 化学工程
• 纳米技术
• 分散系统
• 界面现象
• 吸附

表面与界面现象的深刻洞察：一个多学科的探索 这本书并非一本标准的教科书，而是一次深刻的、跨越多个学科边界的探索之旅，旨在揭示表面与界面现象背后错综复杂的科学原理。它并非致力于为读者提供一套标准化的理论框架或操作指南，而是着力于激发读者对这一迷人领域的独立思考和深入研究。我们将一同深入那些微观世界中至关重要却又常常被忽略的区域，理解物质在接触点上所展现出的独特行为，以及这些行为如何塑造我们周围的世界。 本书的内容结构紧密，逻辑清晰，但同时又允许读者在其中自由穿梭，发现属于自己的知识脉络。我们不会拘泥于某个单一学科的限制，而是将化学、物理、材料科学、生物学乃至工程学的精髓融会贯通，力求呈现一个全面且动态的视角。每一章节都将是一个独立的思考单元，但也与前后的章节相互呼应，共同构建起一个宏大的知识图景。 第一章：表面与界面的基本概念与宏观描述 我们将从最基础的定义出发，重新审视“表面”和“界面”这两个词汇的内涵。这并非简单的字面理解，而是要深入探究它们在不同尺度上的物理实在。我们将讨论如何从宏观层面去感知和描述这些现象，例如通过毛细现象、润湿性、表面张力等一系列可观察到的宏观行为来理解微观层面的作用力。 表面张力与界面张力： 为什么液体会形成球形？为什么某些物质会“粘附”在其他物质表面？我们将深入解析表面张力和界面张力产生的根源，即分子间作用力在界面处的非对称性。这一概念的理解将是后续所有深入探讨的基础。我们将讨论如何通过实验测定这些张力，并理解它们对宏观体系行为的影响。 润湿与非润湿： 为什么水滴会在某些表面扩散开来，而在另一些表面形成珠状？我们将详细阐述润湿现象的机理，引入接触角、表面能等概念，并讨论影响润湿性的多种因素，包括表面化学性质、表面粗糙度以及环境因素。这对于理解涂层、粘合、生物相容性材料等应用至关重要。 吸附与解吸： 物质是如何在表面上聚集或脱离的？我们将探讨不同类型的吸附（物理吸附和化学吸附），以及吸附等温线的物理意义。这不仅解释了催化剂的活性，也与物质的分离和纯化过程息息相关。 第二章：微观世界的驱动力：分子相互作用与能量观点 在宏观现象之下，是微观层面的分子相互作用在驱动一切。本章将带领读者深入到分子尺度，理解决定表面与界面行为的根本力量。 范德华力、氢键与静电力： 我们将系统地回顾和深化对这些基本分子间作用力的理解，并着重分析它们在不同类型界面上的相对重要性。理解这些作用力如何影响分子的排列和行为，是理解表面能和界面行为的关键。 吉布斯自由能与界面平衡： 能量的观点在理解界面现象中至关重要。我们将引入吉布斯自由能的概念，并解释界面能是如何影响体系的稳定性和平衡状态的。这一理论框架将帮助我们预测和解释界面行为的趋向性。 表面结构与原子排布： 在固体表面，原子的排列方式对其化学和物理性质有着决定性的影响。我们将探讨不同晶面、表面缺陷（如位错、空位）是如何影响表面能和反应活性的。这为理解催化、腐蚀等过程提供了微观基础。 第三章：胶体分散体系：界面的宏大舞台 胶体分散体系是表面与界面科学最核心的应用领域之一。它们广泛存在于自然界和工业生产中，从牛奶、血液到颜料、药物制剂，都离不开对胶体体系的深刻理解。 胶体粒子的性质： 胶体粒子尺寸介于宏观和分子之间，其行为受到表面性质的显著影响。我们将讨论胶体粒子的形状、大小分布、表面电荷以及表面官能团等如何决定其分散稳定性。 静电稳定与空间位阻稳定： 胶体粒子之所以能够稳定分散而不发生聚集，通常依赖于两种主要的稳定机制：静电斥力和空间位阻。我们将详细阐述这两种机制的原理，并讨论它们在实际体系中的作用。 聚沉与絮凝： 了解胶体体系的稳定机理，也意味着理解其失稳的途径。我们将探讨影响聚沉和絮凝的因素，以及如何通过控制条件来避免或诱导这些过程。这在废水处理、食品加工等领域具有重要意义。 布朗运动与动力学： 胶体粒子在液体中进行的随机运动，即布朗运动，是胶体分散体系动态特性的重要体现。我们将探讨布朗运动的理论基础，以及它如何影响胶体粒子的扩散和沉降过程。 第四章：界面现象的测量与表征技术 要深入理解表面与界面现象，必须掌握对其进行精确测量和表征的手段。本章将介绍一系列重要的实验技术，它们如同我们探索微观世界的眼睛。 表面张力测量： 除了早先提到的宏观观察，我们将详细介绍各种精确测量表面张力和界面张力的方法，如悬滴法、担臂法、毛细管上升法等，并讨论它们各自的适用范围和优缺点。 接触角测量： 作为评估润湿性的关键参数，我们将深入探讨接触角的测量方法，以及如何利用它来分析表面性质。 表面形貌与结构表征： 扫描隧道显微镜（STM）、原子力显微镜（AFM）等扫描探针显微镜技术，为我们提供了前所未有的观察固体表面微观形貌的能力。我们将介绍这些技术的原理和应用，以及它们如何揭示表面的原子级结构。 表面化学成分分析： X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）等技术，能够提供表面元素的组成和化学状态信息。我们将讨论这些技术在理解表面吸附、反应和腐蚀过程中的作用。 胶体粒子的尺寸与电势测量： 动态光散射（DLS）和Zeta电位测量等技术，是研究胶体分散体系稳定性的重要工具。我们将介绍这些技术如何帮助我们理解胶体粒子的尺寸分布和表面电荷。 第五章：界面与胶体科学的应用领域纵览 表面与界面现象并非仅仅存在于实验室的象牙塔中，它们深刻地影响着我们的日常生活和工业生产。本章将通过一系列具体而生动的案例，展现这一学科的广泛应用。 催化： 绝大多数的化学反应，尤其是工业生产中的重要反应，都依赖于催化剂。我们将探讨固体催化剂表面是如何通过提供活性位点来加速反应速率的，并重点分析不同类型催化剂的表面性质与其催化性能之间的关系。 生物界面： 生命科学领域充满了界面现象。从细胞膜的构成与功能，到药物在体内的输送与吸收，再到生物材料与人体的相互作用，无一不与界面科学息息相关。我们将探讨生物界面的特殊性，以及界面科学在生物医学工程、药物研发等领域的贡献。 材料科学与工程： 涂层、粘合、腐蚀防护、复合材料等都与界面行为紧密相连。我们将分析界面在材料性能中的关键作用，以及如何通过调控界面来设计和制造具有特定功能的新型材料。 环境科学与技术： 水污染治理、空气净化、土壤修复等环境保护领域，都广泛应用了表面与界面的原理。例如，吸附技术在去除污染物中的作用，以及浮选技术在矿物分离中的应用。 食品与日化产品： 乳化、起泡、稳定等都是日常食品和日化产品中常见的界面现象。我们将探讨表面活性剂在其中扮演的角色，以及如何利用界面科学来设计和优化这些产品的性能。 本书的独特之处 本书的写作风格并非是教条式的灌输，而是鼓励读者进行批判性思考。我们将提出问题，引导读者去探索答案，而非直接给出结论。在许多地方，我们将引入尚未完全解决的科学难题，以激发读者进一步研究的兴趣。我们相信，对科学的真正理解，并非来自于记忆知识，而是来自于建立知识之间的联系，并对其进行质疑和探索。 本书的语言力求清晰、准确，同时又充满思辨的色彩。我们避免使用过于生涩的术语，但当必要的科学概念出现时，我们会对其进行详尽的解释。本书的读者群体广泛，包括对这一领域有浓厚兴趣的本科生、研究生，以及从事相关研究的科研人员和工程师。无论您是初次接触这一领域，还是希望深化已有知识，都能从本书中获益。 我们希望通过这本书，能够点燃读者心中对表面与界面科学的求知欲，让他们认识到这个隐藏在日常现象背后的宏大而精妙的世界。这不仅仅是一门学科，更是一种看待世界的方式——一种从最微观的相互作用出发，去理解宏观世界运行规律的方式。

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