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纳米材料科学导论(第二版)

样章
作者：
陈敬中 刘剑洪 孙学良 陈瀛
定价：
53.00元
ISBN：
978-7-04-029781-2
版面字数：
530.000千字
开本：
16开
全书页数：
435页
装帧形式：
平装
重点项目：
暂无
出版时间：
2010-09-30
读者对象：
高等教育
一级分类：
材料类
二级分类：
材料类专业课

20世纪末，纳米科学和纳米技术的产生催生了纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米材料科学等新型学科。

本书是在第一版的基础上修订而成的，介绍了纳米科学与纳米技术，自然界中的纳米结构与纳米材料，纳米材料的结构及物理、化学性质，纳米固体材料的微结构，纳米结构组装，纳米微粒的制备与表面修饰，金属纳米材料的晶体学，碳纳米球和碳纳米管，石墨烯的制备、功能化及其应用，计算机中的纳米芯片，DNA联姻纳米技术，粘土矿物及其纳米复合材料。

本书符合教学要求，富有启发性，有利于学生素质、能力的培养和提高；理论论证科学，实践性强，能及时、准确地反映国内外先进成果。

本书可作为高等院校材料科学、应用物理、应用化学等专业的本科生和研究生教学用书，也可供有关专业的教学和科研人员参考。

  • 前辅文
  • 第1章 纳米科学与纳米技术
    • 1.1 纳米世界里的大科学
      • 1.1.1 人类对自然界的认识
      • 1.1.2 纳米科技研究的尺度
      • 1.1.3 介观领域中的纳米科技
      • 1.1.4 纳米材料和纳米结构
      • 1.1.5 纳米材料的特征
      • 1.1.6 纳米科技研究的领域
      • 1.1.7 纳米科技的未来
      • 1.1.8 纳米科技发展中的重要事件
    • 1.2 纳米物理学
      • 1.2.1 新兴的纳米物理学
      • 1.2.2 纳米器件构筑
      • 1.2.3 纳米器件的挑战
      • 1.2.4 纳米放大器
      • 1.2.5 诺贝尔物理学奖与纳米科技
    • 1.3 纳米电子学
      • 1.3.1 纳米电子器件
      • 1.3.2 机器小型化
      • 1.3.3 纳米线
      • 1.3.4 分子器件和纳米器件的连接
      • 1.3.5 大数定律
      • 1.3.6 DNA计算图像说明
    • 1.4 纳米科技与医学
      • 1.4.1 纳米有机分子量子点的荧光
      • 1.4.2 形形色色的复合体
      • 1.4.3 生物纳米技术
      • 1.4.4 原子力显微镜
      • 1.4.5 奇异的有机树形聚合物
    • 1.5 微型纳米机器制造
      • 1.5.1 微型纳米机器制造技术的未来
      • 1.5.2 纳米机器和纳米装配机
      • 1.5.3 分子复制机
      • 1.5.4 模拟宏观机器的纳米机器
      • 1.5.5 超越生物进化
      • 1.5.6 纳米科技的应用前景
    • 1.6 微观世界中的纳米结构
      • 1.6.1 纳米结构的提出
      • 1.6.2 纳米结构组装体系
      • 1.6.3 纳米结构构筑方法
      • 1.6.4 微观世界中计算机芯片的建造
      • 1.6.5 纳米芯片建造技术
      • 1.6.6 操纵原子和分子
      • 1.6.7 “从上到下”法和“从下到上”法
      • 1.6.8 纳米结构体系与新量子效应器件
      • 1.6.9 纳米结构制造的未来
  • 第2章 自然界中的纳米结构与纳米材料
    • 2.1 自然界中的纳米科学
      • 2.1.1 自然界中的纳米现象
      • 2.1.2 从微米到纳米科学的发展
    • 2.2 生物纳米结构与纳米仿生材料
      • 2.2.1 生物纳米材料中的多尺度有序性和功能
      • 2.2.2 天然纳米材料的层次有序性
    • 2.3 生物纳米材料中有机相的多功能性
      • 2.3.1 有机相对力学性能的贡献
      • 2.3.2 矿物分子直接自组装
      • 2.3.3 无机相与有机相
      • 2.3.4 传感､制动和响应
      • 2.3.5 动原蛋白､丝纤维和微管
      • 2.3.6 制动蛋白的运动
      • 2.3.7 纳米结构和肌肉响应
    • 2.4 自然界中的纳米材料
      • 2.4.1 生物材料的力学性能
      • 2.4.2 生物材料的光学性能
      • 2.4.3 生物的特殊器官:复眼和陷窝器等
      • 2.4.4 生物体纳米层次的组装
      • 2.4.5 生物体纳米磁性材料
    • 2.5 纳米仿生材料科学
      • 2.5.1 碳酸钙的矿化作用
      • 2.5.2 螺旋状碳酸钡的矿化作用
      • 2.5.3 模板的协同作用
      • 2.5.4 仿生光子晶体
      • 2.5.5 人造光学系统
      • 2.5.6 仿生功能材料
      • 2.5.7 仿生材料的未来
    • 2.6 病毒的纳米结构
      • 2.6.1 天花病毒
      • 2.6.2 SARS病毒
      • 2.6.3 甲型H1N1流感病毒
      • 2.6.4 艾滋病病毒
      • 2.6.5 磁敏感菌的磁力
    • 2.7 自然界中的矿物纳米结构
      • 2.7.1 纳米矿物材料和纳米高新矿物材料
      • 2.7.2 与纳米科学密切相关的矿物学现象
      • 2.7.3 现代晶体化学研究
      • 2.7.4 自然环境中的多元配合物
    • 2.8 生命起源中的纳米尺度进程
      • 2.8.1 太阳与地球的形成
      • 2.8.2 地球上生命的形成
      • 2.8.3 地球上生命的起源学说
  • 第3章 纳米材料的结构及物理､化学性质
    • 3.1 物质结构对称新理论
      • 3.1.1 对称性的哲学定义
      • 3.1.2 对称性的范围
      • 3.1.3 对称性的尺度
      • 3.1.4 简单对称性和复合对称性
      • 3.1.5 对称性与对称性理论
    • 3.2 新兴的纳米材料科学
      • 3.2.1 纳米材料科学的发展
      • 3.2.2 纳米材料的维数
      • 3.2.3 纳米材料的表征方法
      • 3.2.4 纳米级的表面和界面
      • 3.2.5 晶体中的缺陷
    • 3.3 纳米物质结构单元
      • 3.3.1 团族
      • 3.3.2 人造原子
      • 3.3.3 纳米微粒
    • 3.4 纳米微粒的基本理论
      • 3.4.1 电子能级的不连续性
      • 3.4.2 量子尺寸效应
      • 3.4.3 小尺寸效应
      • 3.4.4 表面效应
      • 3.4.5 宏观量子隧道效应
      • 3.4.6 库仑堵塞与量子隧穿
      • 3.4.7 介电限域效应
    • 3.5 纳米微粒的物理特性
      • 3.5.1 热学性能
      • 3.5.2 磁学性能
      • 3.5.3 光学性能
      • 3.5.4 纳米微粒悬浮液和动力学性质
      • 3.5.5 纳米微粒表面敏感特性
      • 3.5.6 光催化性能
    • 3.6 纳米微粒的化学特性
      • 3.6.1 吸附
      • 3.6.2 纳米微粒的分散与团聚
      • 3.6.3 流变学
  • 第4章 纳米固体材料的微结构
    • 4.1 纳米固体的结构特点
    • 4.2 纳米固体界面的结构模型
      • 4.2.1 类气态模型
      • 4.2.2 有序模型
      • 4.2.3 结构特征分布模型
      • 4.2.4 纳米微粒多重分数维准晶结构模型
    • 4.3 纳米固体界面的研究方法
      • 4.3.1 X射线研究
      • 4.3.2 纳米界面结构的电子显微镜观察
      • 4.3.3 纳米界面结构的穆斯堡尔谱
      • 4.3.4 纳米固体结构的内耗研究
      • 4.3.5 正电子湮没
      • 4.3.6 纳米材料结构的核磁共振
      • 4.3.7 拉曼光谱
      • 4.3.8 电子自旋共振(ESR)
      • 4.3.9 纳米材料结构中的缺陷
      • 4.3.10 康普顿轮廓法
  • 第5章 纳米结构组装体系
    • 5.1 人工纳米结构组装体系
      • 5.1.1 超微型开关
      • 5.1.2 发光可调制性
      • 5.1.3 量子点磁开关
      • 5.1.4 纳米结构组装
    • 5.2 纳米结构自组装和分子自组装合成
      • 5.2.1 胶体晶体的自组装合成
      • 5.2.2 金属胶体自组装纳米结构
      • 5.2.3 多孔纳米结构的自组装合成
      • 5.2.4 半导体量子点阵列体系(膜)的合成
      • 5.2.5 分子自组装合成纳米结构
    • 5.3 厚膜模板合成纳米阵列
      • 5.3.1 厚膜模板的制备和分类
      • 5.3.2 纳米结构的模板合成方法
    • 5.4 介孔固体和介孔复合体的合成
      • 5.4.1 介孔固体的合成
      • 5.4.2 介孔固体和介孔复合体的荧光增强效应
  • 第6章 纳米微粒的制备与表面修饰
    • 6.1 纳米微粒的气相制备方法
      • 6.1.1 气体冷凝法
      • 6.1.2 活性氢-熔融金属反应法
      • 6.1.3 溅射法
      • 6.1.4 流动液面上真空蒸镀法
      • 6.1.5 电加热蒸发法
      • 6.1.6 混合等离子法
      • 6.1.7 激光诱导化学气相沉积法
      • 6.1.8 爆炸丝法
      • 6.1.9 化学气相凝聚法和燃烧火焰-化学气相凝聚法
    • 6.2 纳米微粒的液相制备方法
      • 6.2.1 沉淀法
      • 6.2.2 喷雾法
      • 6.2.3 水热法(高温水解法)
      • 6.2.4 溶剂挥发分解法(冻结干燥法)
      • 6.2.5 溶胶-凝胶法(胶体化学法)
      • 6.2.6 辐射化学合成法
    • 6.3 纳米微粒的固相制备方法
      • 6.3.1 热分解法
      • 6.3.2 固相反应法
      • 6.3.3 火花放电法
      • 6.3.4 溶出法
      • 6.3.5 球磨法
    • 6.4 纳米微粒表面修饰
      • 6.4.1 纳米微粒表面物理修饰
      • 6.4.2 纳米微粒表面化学修饰
  • 第7章 金属纳米材料晶体学
    • 7.1 纳米晶体
    • 7.2 纳米晶体的多面体形态
      • 7.2.1 四面体纳米晶体
      • 7.2.2 类立方体纳米晶体
      • 7.2.3 八面体和平截八面体纳米晶体
      • 7.2.4 孪晶和堆垛层错
      • 7.2.5 二十面体和十面体粒子
      • 7.2.6 纳米棒､纳米线､纳米管和纳米球
      • 7.2.7 纳米晶体的表面缺陷
      • 7.2.8 纳米晶体的表面重构
      • 7.2.9 超微粒的幻数
    • 7.3 纳米晶体的自组装
      • 7.3.1 纳米粒子的表面钝化
      • 7.3.2 纳米粒子间的键合
    • 7.4 粒子的溶液相自组装
      • 7.4.1 纳米金属晶体
      • 7.4.2 纳米半导体晶体
      • 7.4.3 磁性纳米金属晶体
      • 7.4.4 纳米氧化物晶体
    • 7.5 纳米自组装技术
      • 7.5.1 单分散纳米晶体的尺寸
      • 7.5.2 固定尺寸/相的纳米晶体粒子的组装
      • 7.5.3 纳米晶体自组装的生长机理
    • 7.6 自组装纳米晶体的性能
    • 7.7 模板辅助纳米自组装
      • 7.7.1 纳米孔道阵列辅助自组装
      • 7.7.2 纳米自然结构在自组装中的应用
      • 7.7.3 碳纳米管阵列的催化辅助生长
    • 7.8 纳米微粒多重分数维准晶结构模型
      • 7.8.1 准晶结构研究
      • 7.8.2 具有5次对称性的准晶结构模型
      • 7.8.3 二维准晶结构几何特征
      • 7.8.4 二维准晶结构模型
  • 第8章 碳纳米球和碳纳米管
    • 8.1 C60､Cn及其衍生物研究现状
      • 8.1.1 碳纳米球和碳纳米管的发现
      • 8.1.2 碳纳米球和碳纳米管的研究
    • 8.2 碳纳米球和碳纳米管的结构及特性
      • 8.2.1 碳纳米球(C60)分子､晶体的结构及特性
      • 8.2.2 碳纳米管的结构与特性
      • 8.2.3 多层碳纳米球的结构与特性
    • 8.3 自然界的富勒烯碳球和碳管
      • 8.3.1 富勒烯碳球和碳管的形成条件
      • 8.3.2 自然界中富勒烯碳球､碳管和碳洋葱的存在性
      • 8.3.3 研究碳纳米球､碳纳米管和碳洋葱的地质学意义
    • 8.4 碳纳米管——电子器件的新秀
      • 8.4.1 螺旋状的碳纳米管
      • 8.4.2 纳米电路
      • 8.4.3 纳米管场致发射
    • 8.5 纳米管的制备方法
      • 8.5.1 火花法
      • 8.5.2 热气法
      • 8.5.3 激光轰击法
    • 8.6 纳米管非电子器件的应用
      • 8.6.1 化学和遗传学探针
      • 8.6.2 机械存储器
      • 8.6.3 纳米钳子
      • 8.6.4 超灵敏传感器
      • 8.6.5 氢和离子的储存
      • 8.6.6 清晰的扫描显微镜
      • 8.6.7 超硬材料
    • 8.7 碳纳米管的性质——向极限推进
      • 8.7.1 碳纳米管的性质
      • 8.7.2 高新纳米材料——碳纳米管
    • 8.8 新型碳纳米管
      • 8.8.1 多种结构形式的碳纳米管
      • 8.8.2 针尖状碳纳米管
      • 8.8.3 竹节状碳纳米管
      • 8.8.4 掺氮碳纳米管
  • 第9章 石墨烯的制备､功能化及其应用
    • 9.1 碳元素及其石墨烯材料
    • 9.2 石墨烯的制备方法
      • 9.2.1 机械分离法
      • 9.2.2 CVD气相沉积法
      • 9.2.3 加热SiC法
      • 9.2.4 化学法
    • 9.3 石墨烯带
    • 9.4 石墨烯的修饰
      • 9.4.1 共价键修饰
      • 9.4.2 石墨烯的非共价键修饰
      • 9.4.3 金属及金属氧化物修饰石墨烯
    • 9.5 功能化石墨烯的相关应用
      • 9.5.1 聚合物复合材料
      • 9.5.2 光电功能材料与器件
      • 9.5.3 生物医药应用
    • 9.6 纳米石墨烯的未来
  • 第10章 计算机中的纳米芯片
    • 10.1 第一代纳米芯片
    • 10.2 计算机全力加速
    • 10.3 缩小计算机线宽
    • 10.4 新老计算机的结合
    • 10.5 计算机纳米芯片制造
      • 10.5.1 微处理器的创新性能
      • 10.5.2 场效应晶体管
      • 10.5.3 芯片制造的基本工艺
      • 10.5.4 纳米芯片切割
      • 10.5.5 原子层沉积法
      • 10.5.6 极紫外光光刻法
  • 第11章 DNA联姻纳米技术
    • 11.1 DNA纳米技术概述
    • 11.2 分枝状DNA
    • 11.3 系列六臂节点组成三维结构的分子晶体
    • 11.4 棒状条组成立方体DNA分子模型
    • 11.5 稳固的DNA序列
    • 11.6 纳米机械
    • 11.7 DNA用做触发器
    • 11.8 对未来的展望
  • 第12章 粘土矿物及其纳米复合材料
    • 12.1 粘土矿物的晶体结构
      • 12.1.1 粘土矿物的分类和化学组成
      • 12.1.2 主要粘土矿物的晶体结构
    • 12.2 粘土矿物的性质及胶体化学
      • 12.2.1 粘土矿物的电性
      • 12.2.2 粘土的水化作用
      • 12.2.3 粘土矿物的吸附特性
      • 12.2.4 阳离子固定作用
      • 12.2.5 粘土-有机物的相互作用
      • 12.2.6 粘土胶体化学
    • 12.3 纳米复合的溶胶-凝胶法
      • 12.3.1 制备金属纳米颗粒的方法
      • 12.3.2 制备纳米稀土的方法
      • 12.3.3 制备高分子有机-无机纳米功能材料的方法
    • 12.4 插层反应法
      • 12.4.1 插层方法的指标与标准
      • 12.4.2 层间插入法的要点
      • 12.4.3 层间插入型纳米复合材料制备方法的改进
      • 12.4.4 插层交换制备处理粘土
    • 12.5 插层复合方法
      • 12.5.1 层状化合物的插层复合方法
      • 12.5.2 插层复合纳米前驱体负载催化剂的制备与应用
      • 12.5.3 插层复合纳米前驱体负载聚烯烃催化剂
  • 参考文献

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