Handbook on Synchrotron Radiation, Volume 3 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:North Holland

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1991-05-01

价格:USD 274.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780444874221

丛书系列:

图书标签:

Synchrotron Radiation
X-ray
Physics
Materials Science
Spectroscopy
Diffraction
Imaging
Research
Handbook
Science

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具体描述

《同步辐射手册》第三卷：前沿应用与方法论《同步辐射手册》第三卷深入探讨了同步辐射这一强大工具在多个科学领域的最新应用和前沿研究方法。本书并非对前两卷内容的简单延续，而是聚焦于同步辐射技术如何解锁了传统方法难以企及的科学难题，并催生了全新的研究范式。本卷内容经过精心策划，旨在为在该领域工作或即将涉足的研究人员提供一份全面、深入且具有前瞻性的参考。第一部分：先进成像与光谱学技术本部分详细介绍了同步辐射在发展和优化先进成像与光谱学技术方面所扮演的关键角色。高分辨率成像技术：我们将深入探讨纳米尺度成像技术，包括相衬成像、衍射成像以及基于X射线断层扫描（XCT）的新一代三维成像方法。本书将重点介绍如何利用同步辐射光源的特高亮度、高准直性和可调谐性，实现对材料内部微观结构、缺陷以及动态过程的无损、高精度可视化。例如，在材料科学领域，我们将展示如何通过同步辐射成像揭示纳米复合材料的微观形貌、相界演化以及应力分布；在生物医学领域，则关注其在肿瘤早期诊断、药物输送系统可视化以及软组织成像方面的突破性进展。先进光谱学技术：本部分将详细阐述同步辐射如何推动X射线吸收光谱（XAS）、X射线光电子能谱（XPS）以及共振非弹性X射线散射（RIXS）等技术的发展。我们将重点关注其在精细电子结构分析、化学状态识别、表面化学以及多体相互作用研究中的应用。例如，在催化科学中，同步辐射XAS能够实时监测催化剂表面的活性位点变化，深入理解催化反应机理；在凝聚态物理中，RIXS则为揭示材料中的电子-电子、电子-声子以及磁相互作用提供了强大的工具。时间分辨技术：考虑到许多重要的科学过程是动态的，本部分将重点介绍同步辐射在时间分辨研究中的进展，包括飞秒和皮秒时间尺度的动力学研究。我们将探讨如何利用同步辐射的短脉冲特性，结合高速探测器，捕捉超快化学反应、相变以及电子激发过程。例如，在光化学研究中，同步辐射时间分辨技术可以揭示光诱导电子转移的中间态和演化路径；在材料科学中，则能追踪激光诱导材料相变的瞬态过程。第二部分：材料科学前沿应用本部分聚焦于同步辐射在现代材料科学研究中的关键作用，涵盖了从基础研究到工业应用的广泛领域。能源材料：同步辐射在电池、太阳能电池、燃料电池以及储氢材料的研究中发挥着不可替代的作用。我们将详细介绍如何利用同步辐射的原位/实时技术，研究材料在充放电、光照或高温条件下的结构演变、相变以及电化学反应机理，从而指导新型高效能源材料的设计与优化。例如，对锂离子电池电极材料的结构动力学研究，能够揭示容量衰减的根本原因；对钙钛矿太阳能电池中缺陷的表征，则有助于提高其稳定性和效率。纳米材料与二维材料：纳米材料和二维材料的独特性质赋予了它们广泛的应用前景。本部分将重点介绍同步辐射如何用于纳米材料的形貌、尺寸、晶体结构以及电子性质的精确表征，并探讨其在催化、传感器、电子器件等领域的应用。例如，同步辐射X射线衍射（XRD）和X射线散射（XSA）能够精确测定纳米颗粒的晶体结构和尺寸分布；同步辐射XPS则能深入理解二维材料的表面化学和界面性质。生物材料与仿生材料：同步辐射技术在生物材料的设计、性能评估以及仿生材料的研究中展现出巨大潜力。我们将探讨如何利用同步辐射成像和光谱学技术，研究生物大分子的三维结构、细胞器的动态过程，以及生物矿化等过程，为设计具有特定生物功能的材料提供指导。例如，同步辐射SAXS/WAXS可用于研究蛋白质在溶液中的构象变化；XRF能够精确分析细胞内的元素分布。环境与地球科学：在环境科学领域，同步辐射被用于研究污染物的迁移转化、土壤和水体中的元素分布以及催化净化过程。在地球科学领域，则用于模拟地球深部的高温高压条件，研究矿物的相变行为和地球内部物质的化学性质。例如，同步辐射XRF能够精确测定环境样品中的痕量元素；同步辐射XRD在模拟地球内部条件下研究矿物相图具有重要意义。第三部分：生命科学与医学影像本部分深入阐述同步辐射在生命科学和医学影像领域带来的革命性进步。蛋白质结构解析与药物发现：蛋白质晶体学是同步辐射最成功的应用之一。本部分将详细介绍如何利用同步辐射提供的强X射线束，实现对复杂蛋白质、核酸等生物大分子的三维结构解析，为理解生命过程、设计靶向药物提供基础。我们将探讨结构生物学研究的最新进展，包括对膜蛋白、小分子药物与蛋白质复合物的研究。生物成像与诊断：同步辐射的高分辨率、高衬度和低剂量成像技术，在生物医学影像领域开辟了新天地。本部分将重点介绍其在微观生物结构成像、疾病诊断（如癌症早期检测）、介入治疗辅助以及药物递送系统可视化等方面的应用。例如，同步辐射相衬成像能够提高软组织成像的对比度，实现对肿瘤组织的精细成像；显微X射线荧光（MXRF）可用于细胞内痕量元素的分布研究。生物过程的实时监测：许多生命过程是动态且瞬息万变的。本部分将介绍如何利用同步辐射的时间分辨技术，实时监测细胞信号传导、药物代谢、酶催化反应等过程，从而深入理解生命活动的分子机制。第四部分：先进方法论与技术创新本部分着眼于同步辐射研究领域正在涌现的先进方法论和技术创新。计算方法与数据分析：随着同步辐射实验产生的数据量爆炸式增长，高效的计算方法和先进的数据分析技术变得至关重要。本部分将介绍先进的模拟计算方法（如密度泛函理论DFT、蒙特卡洛模拟）如何与同步辐射实验数据相结合，以获得更深入的物理图像。同时，也将探讨机器学习、人工智能在同步辐射数据处理、模式识别和模型构建中的应用。新型同步辐射光源与探测器技术：本部分将简要介绍下一代同步辐射光源（如自由电子激光FEL）的最新进展及其带来的科学机遇，并探讨新型高性能探测器（如高时间分辨率、高能量分辨率探测器）的发展如何进一步拓展同步辐射的应用边界。多学科交叉研究：同步辐射的强大能力使其成为跨越物理、化学、生物、医学、材料、地质等多个学科的研究平台。本部分将通过案例分析，展示同步辐射如何促进多学科交叉研究，解决复杂、综合性的科学问题。《同步辐射手册》第三卷旨在成为一本全面、前沿且实用的参考书，为读者提供对同步辐射领域最新进展的深刻理解，并激励他们在未来的科学探索中充分发挥同步辐射的潜力。