Nanotechnology

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出版者:John Wiley & Sons Inc
作者:Theodore, Louis/ Kunz, Robert G.
出品人:
页数:400
译者:
出版时间:2005-3
价格:1239.00元
装帧:HRD
isbn号码:9780471699767
丛书系列:
图书标签:
  • 纳米技术
  • 材料科学
  • 科学
  • 工程
  • 技术
  • 物理学
  • 化学
  • 应用科学
  • 前沿科技
  • 未来技术
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具体描述

An authoritative, in-depth exploration of the environmental consequences of nanotechnology Nanotechnology is revolutionizing the chemical, telecom, biotech, pharmaceutical, health care, aerospace, and computer industries, among others, and many exciting new nanotech applications are envisioned for the near future. While the rapid pace of innovation has been truly inspiring, much remains to be learned about the potential environmental and health risks posed by this nascent technology and its byproducts. So important is this issue that the ultimate success or failure of nanotechnology may well depend on how effectively science and industry address these concerns in the years ahead. Written by two highly accomplished environmental professionals, Nanotechnology: Environmental Implications and Solutions brings scientists, engineers, and policymakers up to speed on the current state of knowledge in this vitally important area. Professor Theodore and Dr. Kunz provide a concise review of nano-fundamentals and explore background issues surrounding nanotechnology and its environmental impact. They then follow up with in-depth discussions of: The control, monitoring, and reduction of nanotech byproducts and their impact on the air, water, and land Health risks associated with nanotechnology, and methods to assess and control them Nanotech hazard risk assessment-including emergency response planning and personnel training Multimedia approaches that are available for the analysis of the impact of nanotechnology in the chemical, manufacturing, and waste disposal industries The future of nanotechnology and the "Industrial Revolution II" The legal implications of nanotechnology Societal and ethical implications of nanotechnology-based materials and processing method Assuming only a basic knowledge of physics, chemistry, and mathematics on behalf of its readers, Nanotechnology: Environmental Implications and Solutions makes fascinating and useful reading for engineers, scientists, administrators, environmental regulatory officials, and public policy makers, as well as students in a range of science and engineering disciplines.

好的,这是一本名为《星际航行与时空跃迁》的图书简介: 《星际航行与时空跃迁》 探索宇宙的终极边界 本书深入剖析了人类迈向星际文明所面临的物理学、工程学与生存哲学上的核心挑战与前沿突破。我们不再满足于在太阳系内进行短距离的探索,而是将目光投向了遥远的宜居行星,以及那些隐藏在引力透镜背后的宇宙奇观。 第一部分:超越光速的理论基石 本部分着重探讨了现有物理学框架下,实现有效星际航行的理论可能性。 1. 相对论的极限与规避: 爱因斯坦的狭义相对论构筑了速度的宇宙屏障,但本书并未止步于此。我们详细分析了“曲速驱动”(Warp Drive)的数学模型,特别是米格尔·阿库别瑞(Miguel Alcubierre)提出的时空几何扭曲方案。重点阐述了负质量/负能量密度(Exotic Matter)在驱动机制中的理论必要性,并评估了卡西米尔效应(Casimir Effect)在提供微小负能量方面的潜在应用前景,尽管其实际效益仍是巨大的工程难题。 2. 虫洞理论与稳定机制: 虫洞作为连接宇宙遥远两点的捷径,是理论物理学的圣杯之一。本书追溯了爱因斯坦-罗森桥(Einstein-Rosen Bridge)的初始概念,并着重解析了如何利用克尔黑洞(Kerr Black Hole)的旋转特性来形成“可穿越虫洞”(Traversable Wormholes)。关键在于,稳定虫洞喉部需要精确计算和部署的“支撑物质”。我们模拟了不同类型高维张量场对虫洞稳定性的影响,并讨论了如何在量子引力尺度下寻找这种物质的踪迹。 3. 量子纠缠与超距信息传输: 虽然量子纠缠(Quantum Entanglement)本身无法传输经典信息,但本书探讨了其在量子隐形传态(Quantum Teleportation)的宏观尺度应用。我们提出了一种基于“纠缠态网络”的即时通讯架构,旨在解决传统无线电信号在数光年距离上的延迟问题,从而为远距离星际舰队提供实时指挥能力。 --- 第二部分:驱动与推进系统的工程实现 理论构想必须落地于强大的推进技术。本章聚焦于那些能够提供持续、高效动力的引擎设计。 1. 核聚变火箭的进化: 传统的核聚变(如托卡马克装置)因其巨大的体积和对地球资源的依赖,难以直接应用于星际飞船。本书转向惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion, ICF)以及磁约束聚变(Magnetic Confinement Fusion, MCF)的太空优化版本。特别详细描述了“脉冲聚变推进”(Pulsed Fusion Propulsion)的最新进展,其中利用高能激光脉冲点燃氘-氚燃料,通过磁喷管排出等离子体,实现极高的比冲(Specific Impulse)。 2. 反物质推进的挑战与机遇: 反物质湮灭理论上能提供最高的能量密度。本节深入探讨了如何安全、大规模地生产、储存和引导反物质。我们分析了彭宁阱(Penning Trap)技术在储存数毫克级别反氢原子方面的现有记录,并提出了针对微重力环境下高效收集和精确注入反物质燃料的新型电磁约束系统设计。同时也严谨评估了万一发生意外失控时的灾难性后果及冗余防护措施。 3. 零点能与真空能的提取尝试: 这是最富争议但潜力最大的领域。我们不再仅仅讨论“真空零点能”的理论存在性,而是转向能量密度梯度提取技术。通过精密的纳米结构谐振腔体,探索如何通过操控量子涨落的边界条件,实现对背景真空能的净输出,从而提供一种近乎无限的辅助能源,以供飞船的生命维持系统和电磁屏蔽使用。 --- 第三部分:星际生存与时空防御 远距离航行不仅仅是速度问题,更是对船员和飞船结构的极端考验。 1. 宇宙射线与微流星体的防护: 在深空,来自超新星和脉冲星的高能宇宙射线对生物体和电子设备是致命的。本书提出了多层防御策略: 主动电磁屏蔽: 利用超导线圈产生强大的磁场,偏转带电粒子流。详细解析了不同磁场拓扑结构(如偶极子、四极子场)对不同能量粒子束的偏转效率对比。 被动材料学: 分析了诸如硼化镧(LaB6)复合材料在吸收中子和伽马射线方面的优异性能,以及在航天器外壳中应用液态金属屏蔽层的可行性。 2. 长期深空的人工生态系统(Closed-Loop Life Support): 人类在飞船上停留数十年乃至上百年,必须实现完全的资源再生。本章详述了生物再生生命支持系统(BLSS)的集成化设计,包括: 高效光合作用: 利用工程改造的藻类和微生物,实现二氧化碳到氧气和可食用蛋白质的转化效率最大化。 水循环与废物处理: 采用多级膜过滤与等离子气化技术,确保99.999%的水回收率,并将所有有机废物转化为可用的甲烷燃料或农业基质。 3. 相对时间膨胀与代际飞船的社会学: 当飞船以极高速度接近光速时,时间膨胀效应将导致船员与地球文明之间产生巨大的“时间剪刀差”。本书探讨了由此产生的哲学、法律和社会治理问题。我们分析了“冷冻休眠技术”(Cryosleep)的最新进展,旨在最小化船员的寿命消耗,并对比了这种方案与“代际飞船”(Generation Ship)的社会结构稳定性。代际飞船面临的文化漂移、技术遗失和目标偏离等风险,是本节重点剖析的对象。 --- 第四部分:导航、跃迁与首次接触 1. 精密星图测绘与惯性导航: 在缺乏可见光参考的星际空间,传统的基于恒星的导航失效。本书介绍了引力波天文学在深空定位中的应用,以及如何利用脉冲星(Pulsars)的精确周期性信号作为宇宙级的“灯塔”。详细阐述了对星系背景微波辐射(CMB)进行局部扰动分析,以确定飞船相对于宇宙网的绝对速度和方向。 2. 时空跃迁的启动与校准: 如果曲速驱动或虫洞技术得以实现,精确的“跳跃点”选择至关重要。错误的参数设置可能导致飞船出现在恒星内部或虚空之中。本章提供了“时空拓扑扫描仪”的设计蓝图,该仪器能够实时建模目标星系周围的时空曲率,确保跃迁的入口和出口都位于安全、可控制的参数范围内。 3. 首次接触伦理与后遗症: 当人类抵达另一个恒星系统,面对的可能是智慧生命。本书从卡尔达舍夫等级(Kardashev Scale)出发,对潜在的文明类型进行了分类,并据此提出了接触的伦理框架。讨论了“动物园假说”的合理性,以及在信息交换过程中,如何防止自身科技树被意外泄露或被更高文明所操纵的防御策略。 《星际航行与时空跃迁》不仅是一本关于尖端物理学的著作,更是一部描绘人类文明终极命运的史诗。它要求读者具备坚实的数学和物理基础,但最终引导我们思考:当我们能够到达任何地方时,我们真正的归宿又在哪里?

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