Emerging Nanotechnologies for Manufacturing

Emerging Nanotechnologies for Manufacturing pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Ahmed, Waqar (EDT)/ Jackson, Mark J. (EDT)
出品人:
页数:500
译者:
出版时间:2009-9
价格:1544.00
装帧:
isbn号码:9780815515838
丛书系列:
图书标签:
  • 纳米技术
  • 制造
  • 新兴技术
  • 材料科学
  • 纳米材料
  • 先进制造
  • 工程学
  • 纳米工程
  • 工业应用
  • 技术创新
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具体描述

Nanotechnology is a technology on the verge of commercialization. In this important work, an unrivalled team of international experts provides an exploration of the emerging nanotechnologies that are poised to make the nano-revolution a reality in the manufacturing sector. From their different perspectives, the contributors explore how developments in nanotechnology are transforming areas as diverse as medicine, advanced materials, energy, electronics and agriculture. Key topics covered include: Characterization of nanostructures Bionanotechnology Nanoelectronics Micro- and nanomachining Self-assembly techniques New applications of carbon nanotubes Environmental and health impacts This book provides an important and in-depth guide to the applications and impact of nanotechnology to different manufacturing sectors. As such, it will find a broad readership, from R&D scientists and engineers to venture capitalists. About the Authors Waqar Ahmed is Chair of Nanotechnology & Advanced Manufacturing and the Director of the Institute of Advanced Manufacturing and Innovation at the University of Central Lancashire, UK. He has contributed to the wider industrial adoption of surface coating solutions through fundamental research and modeling of gas phase processes in CVD and studies of tribological behavior. Mark J. Jackson is a Professor at the Birck Nanotechnology Center and Center for Advanced Manufacturing, College of Technology at Purdue University. Dr Jackson is active in research work concerned with understanding the properties of materials in the field of microscale metal cutting, micro- and nanoabrasive machining, and laser micromachining. He is also involved in developing next generation manufacturing processes and biomedical engineering.

. Explains how to use biological pathways to produce nanoelectric devices

. Presents data on new, experimental designs

. Discusses the history of carbon nanotubes and how they are synthesized to fabricate novel nanostructures (incl. data on laser ablation)

. Extensive use of illustrations, tables, and figures throughout

《微观世界的革命:新兴纳米技术赋能制造业》 制造业的未来,正以前所未有的速度由微观世界的奇迹——纳米技术——重塑。从原子和分子的精确操控,到材料性能的颠覆性飞跃,新兴纳米技术为工业生产开辟了全新的维度。本书将深入探讨这些激动人心的前沿进展,以及它们如何深刻地改变我们设计、制造和应用产品的方式。 一、 精准操控的基石:纳米制造技术 纳米制造技术是实现一切纳米技术应用的基础。它涵盖了从自顶向下(top-down)的精细刻蚀,到自底向上(bottom-up)的分子组装等多种方法。本书将详细介绍: 光刻与电子束刻蚀: 探讨如何利用高能粒子或光束在纳米尺度上构建精细图案,这是半导体芯片制造的核心技术,也正向更广泛的应用领域拓展。 纳米压印与3D打印: 解析如何通过模具复制或逐层堆积实现大规模、高精度的纳米结构制造,以及这些技术在微流控器件、生物传感器和功能性表面的应用潜力。 自组装技术: 揭示分子如何自发地组织成有序结构,模拟自然界的构建方式,实现复杂纳米器件的低成本、大规模制备。例如,DNA折纸技术和嵌段共聚物的相分离自组装。 原子层沉积(ALD)与分子束外延(MBE): 介绍这些能够实现单原子层级薄膜沉积的超高精度技术,它们在半导体、光学涂层和催化剂开发中的关键作用。 二、 材料的重生:纳米材料的革新 纳米材料因其独特的尺寸效应和巨大的比表面积,展现出传统宏观材料无法比拟的优异性能。本书将聚焦于: 纳米粒子与量子点: 探讨金属纳米粒子(如金、银)的光学、催化和抗菌特性,以及量子点的优异发光性质,它们在显示技术、生物成像和太阳能电池中的突破性应用。 碳纳米管与石墨烯: 深入研究这些由碳原子构成的巨型分子,它们的超高强度、导电性和导热性如何革新复合材料、电子器件和储能技术。 纳米纤维与纳米薄膜: 解析其在高性能过滤、生物医学支架、柔性电子器件和防护装备方面的巨大潜力。 纳米复合材料: 介绍如何将纳米材料引入传统基体材料,显著提升材料的力学性能、导电性、阻燃性和耐磨性,从而制造出更轻、更强、更耐用的产品。 三、 赋能制造的革命:纳米技术在各行业的应用 新兴纳米技术并非孤立存在,而是正以前所未有的方式渗透到各个制造领域,带来深刻的变革: 电子与信息技术: 下一代半导体: 纳米技术使得制造更小、更快、更节能的晶体管成为可能,推动摩尔定律的延续,并催生新型存储器和逻辑器件。 柔性与可穿戴电子: 利用纳米材料的柔韧性和导电性,制造可弯曲、可拉伸的显示屏、传感器和能源设备,开启可穿戴计算和物联网的新时代。 先进显示技术: 量子点发光二极管(QLED)、纳米线显示等技术,提供更广色域、更高亮度、更低功耗的视觉体验。 能源领域: 高效太阳能电池: 纳米结构和纳米材料能够显著提高光吸收效率和电荷分离效率,降低太阳能电池的制造成本,加速其普及。 先进储能技术: 纳米电极材料能够大幅提升锂离子电池、超级电容器的能量密度和功率密度,为电动汽车和可再生能源储存提供解决方案。 催化剂与燃料电池: 纳米催化剂具有极高的表面积和活性,在化学反应、环境保护和能源转化中发挥关键作用。 生物医学与健康: 靶向药物递送: 纳米载体能够精确地将药物输送到病灶部位,提高疗效并减少副作用。 高灵敏度诊断: 纳米传感器能够检测极低浓度的生物标志物,实现疾病的早期诊断。 组织工程与再生医学: 纳米支架为细胞生长和组织再生提供微环境,促进受损组织的修复。 抗菌材料: 纳米银等材料具有优异的抗菌性能,可用于医疗器械、纺织品和涂层。 航空航天与汽车: 轻质高强结构材料: 纳米复合材料能够制造更轻、更坚固的飞机和汽车部件,提高燃油效率和安全性。 耐高温与耐腐蚀涂层: 纳米涂层能够提升部件的耐用性和使用寿命。 传感器与监测系统: 纳米传感器可用于实时监测结构健康、环境参数等。 环境与可持续发展: 污染物治理: 纳米吸附剂和纳米催化剂能够高效去除水体和空气中的污染物。 水净化技术: 纳米过滤膜能够实现高效、低能耗的水净化。 绿色制造: 纳米技术有助于开发更环保的生产工艺和材料。 四、 面临的挑战与未来展望 尽管纳米技术带来了无限可能,但其在制造业的广泛应用仍面临一些挑战,包括: 规模化生产成本: 许多尖端纳米制造技术仍处于实验室阶段,如何实现大规模、低成本的生产是关键。 环境、健康与安全(EHS): 纳米材料的潜在毒性和对环境的影响需要深入研究和严格监管。 标准化与质量控制: 纳米尺度的精确控制和产品质量的保证需要建立完善的标准和检测方法。 跨学科合作: 纳米技术的进步需要物理、化学、材料科学、工程学等多个学科的紧密协作。 本书将对这些挑战进行深入分析,并展望纳米技术在未来制造业的发展趋势,包括智能化纳米制造、仿生纳米材料、自修复材料以及纳米技术在量子计算、太空探索等前沿领域的潜在应用。 《微观世界的革命:新兴纳米技术赋能制造业》将为研究人员、工程师、产品开发者以及对制造业未来充满兴趣的读者,提供一个全面、深入的视角,理解纳米技术如何驱动下一场工业革命,并塑造一个更智能、更高效、更可持续的未来。

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**评价五:对专业术语处理的严谨性与参考价值的评估** 作为一本面向专业领域的书籍,其对术语的定义和引用的严谨性是衡量其质量的核心标准之一。我必须指出,这本书在这一点上做得非常出色。每一个关键的纳米结构或工艺术语——无论是“模板辅助生长”还是“光刻分辨率极限”——都有着清晰、无歧义的界定,这对于跨文化、跨学科的交流至关重要。我多次将书中的关键定义和公式与我正在进行的研究项目中的数据进行交叉比对,发现其引用的基础科学原理扎实可靠,很少出现为了迎合新奇概念而牺牲科学准确性的情况。此外,书后详尽的参考文献列表本身就构成了一个宝贵的资源库。它指向了该领域内最权威的研究机构和最具影响力的论文,使得这本书不仅仅是一本读物,更是一份值得长期参考的、可以指导后续深入研究的工具书。它的价值,会随着我使用频率的增加而持续显现。

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好的,这是一份以读者的口吻撰写的,针对您提到的《Emerging Nanotechnologies for Manufacturing》一书的五段图书评价,每段约300字,风格迥异,且互不雷同: **评价一:对技术前沿的震撼体验与深度解析** 这本书真是一扇通往未来制造大门的钥匙,它并没有停留在对纳米技术的浮光掠影式的介绍,而是深入到了每一个关键环节的“硬核”细节里。我尤其欣赏作者在论述自下而上(Bottom-up)组装策略时所展现出的那种近乎于建筑师般的精确感。读完关于分子自组装在构建复杂功能结构中的应用章节,我简直能想象出未来的工厂是如何在原子尺度上进行精确“打印”的。书中对新兴的增材制造(Additive Manufacturing)技术的探讨,也远超出了我预期的深度,它不仅展示了如何用纳米材料实现超精细结构,更着重分析了这些技术在提高材料性能和减少能耗方面带来的颠覆性潜力。对于那些希望从理论层面真正掌握如何将前沿纳米科学转化为可操作的工业流程的工程师或研究人员来说,这本书的价值是无可估量的。它毫不留情地挑战了你对“制造”的传统认知,迫使你思考,当我们可以控制物质的每一个原子时,设计和生产的边界在哪里。那种阅读过程中的兴奋感,就像是站在一个技术奇点前沿,对即将到来的变革感到既兴奋又略带敬畏。

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**评价二:对实际应用案例的聚焦与产业落地的思考** 说实话,很多关于纳米技术的书籍读起来都像是一本晦涩的学术论文集,充斥着令人生畏的公式和抽象的理论模型。然而,这本书的厉害之处在于它极其务实地将焦点对准了“制造”——这个与实际生产紧密挂钩的领域。我特别喜欢其中关于柔性电子和可穿戴设备制造的章节。作者没有空谈什么宏伟愿景,而是详细剖析了如何利用纳米线、量子点等材料来解决传统柔性基板的导电性和稳定性难题,并且给出了具体的工艺流程和挑战分析。这对于我们这些试图将实验室成果转化为量产方案的产业人士来说,简直是雪中送炭。它清晰地指出了当前纳米制造从实验室到工厂之间存在的“鸿沟”,并探讨了诸如良率控制、成本优化等至关重要的现实问题。这本书更像是提供了一张实用的路线图,而不是一张充满幻想的蓝图,它让你清楚地知道,要实现真正的纳米制造,我们还需要攻克哪些工程学的难关。

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**评价三:阅读体验上的流畅性与叙事节奏的把控** 这本书的编排结构设计得非常巧妙,完全不像一本技术专著那样枯燥乏味。它有着极佳的叙事节奏感,仿佛作者在精心引导读者进行一次有序的知识探索。引言部分抓人眼球,快速地为读者建立了纳米制造的宏观图景,然后逐步深入到具体的子领域,比如表面工程、纳米涂层和微流控芯片制造。最让我赞叹的是,作者在不同技术模块之间切换时,总能找到一条逻辑清晰的过渡线索,使得知识的积累是一个渐进和自然的过程,而不是生硬的知识点堆砌。即便是面对一些高难度的化学气相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)原理的描述,作者也运用了恰到好处的类比和清晰的图示来辅助理解,极大地降低了阅读门槛。对于希望系统性学习而非碎片化获取知识的读者而言,这种流畅的阅读体验是至关重要的,它保证了学习过程中的专注度和高效性。

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**评价四:对跨学科融合的深刻洞察与未来展望的审慎** 阅读此书,最能感受到的是作者对跨学科知识整合的深刻洞察力。纳米制造从来都不是单一学科的产物,它必然是材料科学、化学工程、物理学乃至数据科学的交叉地带。书中对“智能制造”与“纳米系统集成”的结合部分的论述尤为精彩。作者清晰地阐述了如何利用机器学习来优化纳米材料的合成参数,从而实现对最终产品性能的精确预测和控制。然而,与其他过于乐观的著作不同,这本书在展望未来时保持了一种令人信服的审慎态度。它不仅列举了新兴技术,也坦诚地指出了在毒性评估、环境影响以及知识产权保护方面可能遇到的伦理和社会挑战。这种全面的、不回避问题的分析视角,让这本书的论述显得更加成熟和可靠,它不仅仅是在推销技术,更是在引导读者进行深层次的战略思考。

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