具体描述
《材料化学创新实验》跟踪当今新材料领域的研究与发展前沿,针对材料化学学科学生培养计划中突出知识、能力、素质三者协调发展，以为社会培养厚基础、强能力、宽适应的创新性人才为目标。《材料化学创新实验》主要内容涉及多种功能高分子材料、纳米复合材料、无机功能材料的制备及表征，涵盖了导电高分子材料、生物医用高分子材料、高分子自组装材料、液晶材料、纳米材料、磁性材料、陶瓷纳米管材料、复合陶瓷材料等。为了方便材料化学及相关领域的研究生、大学生的学习，《材料化学创新实验》还将常规仪器的使用、高分子端基常规的化学分析、涂膜性能的常规测试方法等列入附录中。
《材料化学创新实验》可作为高等院校材料化学及相关专业本科生的实验教材，也可供材料学科领域的教师、科研或管理人员、新材料开发及技术应用人员参考使用。
好的，这是一本关于先进聚合物材料的合成、结构与性能研究的图书简介。 --- 先进聚合物材料：从分子设计到宏观应用 图书简介 本书聚焦于当代材料科学中最具活力和挑战性的前沿领域之一：先进聚合物材料。它深入剖析了从聚合物的分子设计理念、精确合成方法，到结构-性能关系的内在联系，并最终探讨这些材料在高端技术领域中的实际应用。本书旨在为高年级本科生、研究生以及材料科学、化学工程领域的科研人员提供一本既具有理论深度又注重实践指导的参考书。 第一部分：聚合物基础与分子设计（The Foundation and Molecular Design） 本部分首先回顾了聚合物科学的基本原理，但核心重点在于如何利用分子工程学来预设材料的性能。 第一章：聚合物的化学计量学与拓扑结构控制 本章详细阐述了超越传统自由基聚合的精确控制技术。重点讨论了活性/可控自由基聚合（CRP）的最新进展，特别是原子转移自由基聚合（ATRP）和可逆失活自由基聚合（RDRP）机制的深入理解，以及如何利用这些技术实现对聚合物分子量分布的极窄化控制（低分散度，$ ext{Đ} < 1.1$）。此外，本章深入探讨了拓扑结构对性能的决定性影响，包括星形、梳状、刷形和梯度共聚物（Gradient Copolymers）的合成策略。通过详细的反应动力学分析，读者可以掌握如何精确调控支化度与链段长度。 第二章：超分子聚合物与自修复材料的构筑单元 本章转向非共价键驱动的聚合物系统。我们探讨了如何利用氢键、$pi-pi$ 堆积、金属配位等可逆作用力，构建具有自下而上组装能力的超分子聚合物。重点介绍了几种关键的构筑基元，例如二脲、脲嘧啶、咪唑基团等在构建动态共价网络（DCNs）和自修复聚合物中的应用。通过对弛豫时间（Relaxation Time）和解离能的精确调控，读者将理解如何实现材料在宏观尺度上的可逆形变和损伤自修复功能。 第三章：生物启发型与刺激响应性聚合物 本章关注环境敏感材料的开发。我们详细分析了“智能”聚合物（Smart Polymers）的工作原理，包括如何设计对pH值、温度（LCST/UCST）、光照或电场做出快速、可逆响应的聚合物体系。特别关注了拓扑异构体在响应性调控中的作用，例如通过改变链段的几何构型来影响临界转变温度。实例分析将集中在药物缓释载体和生物传感器中的应用潜力。 第二部分：先进合成方法与功能化（Advanced Synthesis and Functionalization） 第二部分专注于突破传统合成瓶颈的尖端技术，以及如何高效地在聚合物骨架上引入特定功能。 第四章：精密化学聚合技术：从溶液到固相 本章超越了基础的聚合反应器设计。我们深入探讨了界面聚合和微流控技术在聚合物合成中的革命性应用。微流控反应器如何通过精确控制传质和传热，实现对颗粒形态（如微球、纳米纤维）的尺寸均一性控制。同时，本章也系统回顾了固相合成法在制备具有精确序列结构的寡聚物和嵌段共聚物中的优势与局限性。 第五章：后聚合修饰与功能性侧链的引入 许多高性能聚合物需要复杂的功能性侧链。本章侧重于利用高效、高选择性的化学反应来对预制聚合物进行后修饰。重点讲解了点击化学（Click Chemistry），特别是铜催化的叠氮-炔环加成（CuAAC）和无铜的环辛炔-叠氮环加成反应（SPAAC）在生物大分子偶联和材料表面功能化中的应用。此外，本章还探讨了光诱导交联技术，用以快速固化和形成三维网络结构。 第六章：高分子复合材料的界面工程 本章将聚合物与其他无机或有机相进行复合，以实现性能的协同增强。核心内容在于界面相容性的调控。我们分析了表面改性技术（如硅烷偶联剂、表面接枝聚合）如何优化填料（如碳纳米管、石墨烯、纳米粘土）与聚合物基体之间的相互作用力。通过有限元分析（FEA）的模型化讨论，读者可以理解界面能、填料分散度如何直接影响复合材料的力学强度、导电性或热稳定性。 第三部分：结构表征与性能导向（Characterization and Performance Directives） 本部分强调了现代表征技术在确证分子结构和预测宏观性能中的关键作用。 第七章：先进结构表征技术：解析微观结构 本章超越了基础的核磁共振（NMR）和红外光谱（IR）。我们详细介绍了高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）在观察纳米结构相分离和结晶度方面的应用，以及小角X射线散射（SAXS）/中角X射线散射（WAXS）如何定量分析多嵌段共聚物的有序结构周期和取向。对固态核磁共振（ssNMR）在研究无序和非晶态聚合物动力学方面的能力进行了深入剖析。 第八章：动态力学分析与热性能的深度挖掘 材料的动态行为是预测其长期稳定性的关键。本章聚焦于动态机械分析（DMA），详细解释了储能模量（$E'$）、损耗模量（$E''$）和耗散因子（$ andelta$）的温度依赖性，以及如何通过这些参数确定玻璃化转变温度（$T_g$）、松弛机制和交联密度。此外，通过差示扫描量热法（DSC）和热重分析（TGA）的进阶解读，读者将学会如何精确评估材料的热稳定性、结晶动力学和相变行为。 第九章：功能性聚合物的定制化应用案例 本章将前述理论与实际应用相结合。我们将探讨如何针对特定需求进行聚合物的“量体裁衣”式设计： 高性能粘合剂与密封剂： 聚焦于高剪切强度和耐环境老化能力的韧性网络设计。 先进分离膜材料： 讨论如何利用聚合物链段的自由体积差异，设计用于气体分离或水净化的超薄膜，重点分析渗透性和选择性的权衡。 可穿戴电子器件中的柔性电介质： 探讨低介电常数、高击穿场强聚合物的合成与薄膜制备技术。 --- 本书的编写风格严谨，公式推导清晰，配有大量的真实实验数据图表和对比分析，旨在帮助读者建立从原子/分子尺度设计到宏观器件性能优化的完整知识体系。通过系统学习，读者将具备独立设计和合成具有特定前沿性能的聚合物材料的能力。
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