Surface Chemistry in Biomedical And Environmental Science pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Blitz, Jonathan P. (EDT)/ Gun'ko, Vladimir M. (EDT)

出品人:

页数:444

译者:

出版时间:

价格:199

装帧:HRD

isbn号码:9781402047398

丛书系列:

图书标签:

表面化学
生物医学
环境科学
界面科学
吸附
催化
生物材料
环境污染
纳米技术
胶体化学

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具体描述

高分子物理与材料科学前沿进展本书导读：本书聚焦于高分子材料领域近年来取得的突破性进展和前沿研究方向，旨在为高分子化学、材料科学、物理学以及相关工程领域的科研人员、研究生和工程师提供一个全面而深入的视角。全书内容紧密围绕高分子链的结构、形貌、动力学行为及其在先进功能材料设计中的应用展开，力求在理论深度与实际应用之间架起一座坚实的桥梁。第一章：复杂高分子体系的构象与拓扑结构本章深入探讨了具有复杂拓扑结构的高分子链，如星形、刷形、笼形以及缠结聚合物的统计力学模型与实验表征方法。重点分析了高分子链在受限空间（如纳米孔隙、界面区域）内的去溶剂化效应和构象变化。内容涵盖了从理论计算（如蒙特卡洛模拟、自洽场理论）到实验手段（如小角X射线散射、中子散射、原子力显微镜）的全景式介绍，尤其关注了这些特殊构象如何影响材料的宏观力学性能和扩散特性。讨论了高分子拓扑异构体在高性能弹性体和粘弹性流体中的应用潜力。第二章：嵌段共聚物自组装与纳米结构控制本章聚焦于嵌段共聚物（BCP）这一多功能智能材料平台。详细阐述了热力学驱动下的微相分离理论，包括临界解聚长度（$N_c$）的精确计算及其对结构形成的影响。内容涵盖了从一维（线形、层状）、二维（柱状、环状）到三维（球状、双连续相）复杂纳米结构的精确调控策略，包括溶剂挥发诱导组装、拉伸场辅助组装以及模板引导组装技术。特别强调了利用反应性嵌段共聚物实现功能性纳米器件（如过滤膜、光刻胶、有机半导体层）的自下而上构建方法。第三章：高分子电解质与离子输运机制本章系统性地回顾了高分子电解质（SPEs）的结构-性能关系，这是固体电池、燃料电池和电容器等储能器件的核心材料。深入分析了聚合物基体对离子的溶剂化能力、链段运动对离子迁移率的限制作用。详细介绍了侧链结构（如聚环氧乙烷、聚磺酸盐）和盐的种类（如锂盐、氟化物盐）如何影响电荷载流子的跳跃机制和扩散系数。本章还涵盖了新型固态电解质的设计，例如基于无规网络结构和交联网络的离子导电路径优化，旨在克服传统聚合物电解质在高温和高电压下的稳定性挑战。第四章：高分子基复合材料的界面工程本章探讨了如何通过界面设计来提升高分子基复合材料的性能。内容涵盖了纳米填料（如碳纳米管、石墨烯、粘土纳米片）在聚合物基体中的分散性、表面改性和界面相互作用的量化描述。重点分析了界面区独特的限制性流动、链段排列以及有效介观尺寸效应。介绍了增韧技术，如反应性增韧（Reactive Blending）和纳米粒子诱导的微裂纹偏转机制。此外，还深入讨论了纤维增强复合材料中纤维/基体界面剪切强度的有限元模拟与实验评估方法。第五章：高分子光电功能材料的载流子动力学本章关注有机发光二极管（OLEDs）、有机光伏电池（OPVs）和有机场效应晶体管（OFETs）中的高分子半导体材料。详细阐述了聚合物的共轭骨架结构如何决定其能带结构、载流子迁移率和激子动力学。内容包括：如何通过引入给体/受体单元来精细调控HOMO/LUMO能级；聚合物薄膜的内部分子堆积模式（$pi-pi$ 堆叠）对电荷传输效率的决定性影响；以及激子在吸收、传输和复合过程中的能量耗散机制。对新型聚合物合成方法（如直接芳基化聚合）在提高材料纯度和分子量控制方面的优势进行了评估。第六章：高分子网络与动态共价化学本章深入研究了动态共价键和超分子键在可修复、可回收高分子材料中的应用。阐述了动态化学如何在宏观尺度实现材料的自修复能力，包括 Diels-Alder 反应、硫醇-烯点击化学以及金属配位键的逆反应动力学。内容侧重于如何利用这些可逆键合机制来设计具有自适应力学响应（如应力软化、应力硬化）的智能水凝胶和弹性体。对比了传统交联网络与动态网络在疲劳寿命、热稳定性和化学可塑性方面的差异。第七章：高分子流变学与加工行为本章为高分子加工过程的设计提供了理论基础。详细分析了聚合物熔体在剪切、拉伸和挤出过程中的非牛顿流变学行为，包括剪切变稀、粘弹性松弛时间（$lambda$）的温度和分子量依赖性。重点讨论了高分子在模腔内流动时发生的取向现象及其对最终产品性能（如各向异性）的影响。介绍了先进的流变学测试技术，如振荡剪切实验和弛豫测试，以及如何利用狭缝口型流变仪数据来预测注射成型过程中的收缩和翘曲。第八章：生物医用高分子材料的力学响应与降解本章关注用于组织工程支架、药物控释系统和植入物的高分子材料。探讨了生物活性表面（如PLLA、PGA、PEG衍生物）如何与细胞外基质（ECM）相互作用。内容包括：聚合物水凝胶的溶胀平衡、交联密度与模量之间的关系；以及在生理环境（温度、pH、酶活性）下水解、氧化或酶促降解的动力学模型。特别是，详细分析了可注射水凝胶的凝胶化过程和机械性能对细胞迁移和增殖的影响。总结与展望：本书结构严谨，内容覆盖了高分子科学从基础理论到尖端应用的关键环节，为读者理解和创新高分子材料提供了坚实的知识框架。未来的研究方向将更加侧重于多尺度模拟与实验的结合，以及面向可持续发展的生物基和可降解高分子体系的设计。