纳米结构和纳米材料：合成、性能及应用（第2版） [Nanostructures and Nanomaterials:Synthesis,Properties,and Applications] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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曹国忠，王颖 著，董星龙 译

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• 纳米材料
• 纳米结构
• 合成
• 性能
• 应用
• 材料科学
• 纳米技术
• 第二版
• 物理
• 化学

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040326246

版次：2

商品编码：10887988

包装：平装

丛书名： 材料科学经典著作选译

外文名称：Nanostructures and Nanomaterials:Synthesis,Properties,and Applications

开本：16开

出版时间：2012-01-01

用

内容简介

《纳米结构和纳米材料：合成、性能及应用（第2版）》论述了：如何合成和制造纳米材料和纳米结构以及相关的基础知识，包括热力学、动力学、化学和物理原理；详细讨论了纳米粒子、纳米线、纳米棒、薄膜的合成和制造，和各种新兴的纳米材料如碳纳米管，以及各种各样的光刻自组装等技术：同时还简要介绍了纳米材料的表征方法和技术，如原子力显微镜和扫描隧道显微镜等，以及纳米材料独特的物理化学性质和一些应用实例。
《纳米结构和纳米材料：合成、性能及应用（第2版）》可用做高年级本科生或研究生的教科书，日非常适合自学，也可供相关领域的科研人员参考。

作者简介

曹国忠，美国华盛顿大学材料科学与工程系Boe-ing-Steiner终身讲席教授，化学工程系和机械工程系兼职教授。1982年毕业于华东化工学院（现华东理工大学），随后获中国科学院上海硅酸盐研究所硕士学位和荷兰爱因霍芬科技大学博士学位。已发表学术论文300余篇，出版英文论著7本，会议论文集4集；在国际会议和大学作邀请报告及讲座150余次。目前的研究集中于纳米材料在能源领域的应用，涉及太阳能电池、锂离子电池、超级电容器和储氢等。
王颖，美国路易斯安那州立大学机械工程系助理教授。毕业于中国科学技术大学（化学物理系学士）、哈佛大学（化学系硕士）和华盛顿大学（材料科学与工程系博士），博士研究师从曹国忠教授，并于2006-2008年在美国西北大学材料科学与工程系从事博士后工作。2008年8月加入路易斯安那州立大学。已发表学术论文36篇，论著章节6篇，多次在国际会议和大学作报告与邀请讲座。2010年获Ralph E.Powe Junior Faculty Enhancement Award。当前研究工作包括原子层沉积生长纳米薄膜、纳米材料在新能源与清洁环境领域的应用，如锂离子电池、太阳能电池、清洁泄漏原油及残余物等。
董星龙，大连理工大学材料科学与工程学院教授，博士生导师。1987年毕业于吉林大学物理系，随后获中国科学院金属研究所硕士和博士学位。韩国机械与材料研究院（KIMM）、美国华盛顿大学访问学者。获得教育部“新世纪优秀人才支持计划”、辽宁省“新世纪百千万人才工程”计划。目前研究方向包括“核一壳”型纳米粒子制备与表征，金属纳米复合粒子电磁波吸收材料，金属纳米复合锂离子电池负极材料，碳基纳米电、光、化学电极及器件等。已在国内外学术刊物发表论文100余篇。

内页插图

目录

1 绪论
1.1 引言
1.2 纳米技术的产生
1.3 “自下而上”法和“自上而下”法
1.4 纳米技术的挑战
1.5 本书概况
参考文献

2 固态表面的物理化学
2.1 引言
2.2 表面能
2.3 化学势与表面曲率
2.4 静电稳定化
2.4.1 表面电荷密度
2.4.2 固态表面附近电势
2.4.3 范德瓦耳斯吸引势
2.4.4 两粒子间相互作用：DLVO理论
2.5 空间稳定化
2.5.1 溶剂和聚合物
2.5.2 聚合物层间相互作用
2.5.3 空间和静电复合相互作用
2.6 总结
参考文献

3 零维纳米结构：纳米粒子
3.1 引言
3.2 均匀成核形成纳米粒子
3.2.1 均匀成核基础
3.2.2 晶核的后续生长
3.2.2.1 扩散控制的生长
3.2.2.2 表面过程控制的生长
3.2.3 金属纳米粒子的合成
3.2.3.1 还原剂的影响
3.2.3.2 其他因素的影响
3.2.3.3 聚合物稳定剂的影响
3.2.4 半导体纳米粒子的合成
3.2.5 氧化物纳米粒子的合成
3.2.5.1 溶胶一凝胶法
3.2.5.2 强制水解
3.2.5.3 离子的控制释放
3.2.6 气相反应
3.2.7 固态相分离
3.3 非均匀成核形成纳米粒子
3.3.1 非均匀成核基础
3.3.2 纳米粒子合成
3.4 纳米粒子的动力学限域合成
3.4.1 胶束或微乳液中合成
3.4.2 气溶胶合成
3.4.3 生长终止
3.4.4 雾化热解
3.4.5 模板合成
3.5 外延核一壳纳米粒子
3.6 总结
参考文献

4 一维纳米结构：纳米线和纳米棒
4.1 引言
4.2 自发生长
4.2.1 蒸发（溶解）-冷凝生长
4.2.1.1 蒸发（溶解）-冷凝生长基本原理
4.2.1.2 蒸发-冷凝生长
4.2.1.3 溶解-冷凝生长
4.2.2 气相（或溶液）-液相-固相（VLS或SLS）生长
4.2.2.1 VLS和SLS生长的基本原理
4.2.2.2 不同纳米线的VLS生长
4.2.2.3 纳米线尺寸的控制
4.2.2.4 前驱体和催化剂
……

5 二维纳米结构：薄膜
6 特殊纳米材料
7 物理法制备纳米结构
8 纳米材料的表征和性能
9 纳米材料的应用
索引
中文版后记
作者和译者简介

精彩书摘

有两种合成纳米材料和制备纳米结构的方法：“自下而上”法和“自上而下”法。通过粉碎或者磨碎块体材料而得到纳米粒子的方法是典型的“自上而下”法，而胶质分散体是很好的“自下而上”合成纳米粒子的范例。光刻技术可以认为是一种综合的方法，因为其中的薄膜生长是“自下而上”法，而刻蚀则是“自上而下”法。纳米光刻技术和纳米操纵通常是“自下而上”法。这两种方法在现代工业生产中起到了非常重要的作用，对于纳米技术也是如此。以下将简单讨论这两种方法的优缺点。
“自上而下”法的最大问题是表面结构的不完整性。如在传统的光刻技术中，“自上而下”法导致形成的图案中出现明显的晶体学缺陷”，甚至在刻蚀阶段也会引入更多的缺陷”。例如，采用光刻技术制备的纳米线不光滑，表面可能存在许多杂质和结构缺陷。这种缺陷可对其表面物理化学性质起到举足轻重的作用，因为在纳米结构和纳米材料中表面原子在总体积中占据很大比例。例如，由于表面缺陷，的非弹性散射可导致材料电导下降，并引起过热现象，这个问题已经成为器件设计和制造中的又一挑战。“自上而下”法虽然会产生表面缺陷和其他缺陷，但在纳米结构和纳米材料的合成写制备中仍将持续发挥重要作用。
“自下而上”法虽然不是材料合成的新方法，但在纳米技术文献中经常被提及和强调。通过原子的不断堆积而形成大尺寸材料的合成方法已经在工业中使用了一个多世纪，如化学工业中盐和氮化物的生产、电子工业中的单晶生长和薄膜沉积。对于大多数材料，无论合成途径如何，其相同化学成分、晶化程度和微结构不会带来材料物理性能上的差异。当然，由于动力学原因，不同的合成方法和处理技术通常会引起化学成分、晶化程度和微结构的差异，从而导致不同的物理性能。
……

《量子纠缠的奥秘：下一代通信与计算的基石》 内容简介： 本书深入探讨了量子纠缠这一引人入胜的物理现象，揭示其在颠覆性技术领域的光辉前景。从基础的量子力学原理出发，循序渐进地阐述了量子纠缠的本质、产生机制以及其独特的非经典关联特性。书中详细介绍了实现和操纵量子纠缠的多种实验技术，包括光量子、超导量子比特、囚禁离子等不同物理系统中的前沿进展。 本书的重点在于解析量子纠缠如何成为构建下一代通信和计算系统的核心驱动力。在量子通信方面，我们将深入研究量子密钥分发（QKD）的原理及其安全性保障，展示如何利用纠缠态实现不可窃听的通信。同时，本书还将探讨量子隐形传态（Quantum Teleportation）的机制，阐释信息如何超越经典限制进行传输，以及其在分布式量子计算中的潜在应用。 在量子计算领域，本书将详细介绍量子算法如何依赖于量子纠缠来获得指数级的计算优势。我们将剖析诸如Shor算法用于大数分解、Grover算法用于无序数据库搜索等经典量子算法，并分析纠缠在实现这些算法中的关键作用。此外，书中还将展望量子模拟，解释如何利用纠缠态模拟复杂的量子系统，从而加速材料科学、药物发现和基础物理学的研究进程。 除了理论阐述和技术细节，本书还广泛回顾了量子纠缠在不同应用领域的最新研究动态和实验成果。包括但不限于： 量子传感： 利用纠缠态提高测量精度，实现超高灵敏度的传感器，应用于地质探测、医学诊断等领域。 量子网络： 构想和设计连接多个量子处理器的量子网络，实现更大规模的量子计算和更安全的通信。 基础物理研究： 利用纠缠现象检验量子力学基本原理，探索宇宙的深层奥秘。 本书旨在为从事量子信息科学、通信工程、计算机科学以及对前沿物理学有浓厚兴趣的读者提供一个全面而深入的视角。它不仅梳理了量子纠缠的科学图景，更展望了其驱动人类社会迈向智能、安全和高效未来的巨大潜力。无论您是初学者还是资深研究者，都能从本书中获得启发和知识的升华。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，无疑是给那些在纳米科技领域摸索前行、渴望深入理解材料本质的研究者们，一盏指路明灯。我之所以如此看重它，是因为它不仅仅罗列了各种纳米结构和纳米材料的合成方法，更侧重于深入剖析这些材料在微观层面是如何运作的，以及这些微观层面的特性又如何转化为宏观世界中令人惊叹的应用。例如，书中对量子点的光学性能的阐述，不仅仅是简单地说“量子点能发光”，而是详细解释了量子尺寸效应如何影响其能带结构，进而决定了其发射光的波长和效率。这种从基础原理到实际应用的严谨逻辑，让我能更清晰地构建自己的知识体系，从而在自己的研究中找到突破口。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常严谨而又不失可读性。虽然涉及大量专业术语和复杂的科学原理，但作者通过清晰的结构、准确的表述以及恰当的比喻，使得这些内容能够被读者所理解。我特别欣赏书中对一些前沿纳米材料的介绍，例如二维材料（如MXenes）和金属有机框架（MOFs）等，这些材料的最新研究进展和潜在应用都在书中得到了充分的展现，让我能够及时了解到这个领域的最新动态，并为我的研究选择新的方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“应用”部分，更是让我爱不释手。它没有停留在理论层面，而是将纳米材料的潜力转化为现实世界的解决方案。从生物医学领域的纳米药物载体和成像技术，到能源领域的纳米催化剂和储能材料，再到环境领域的纳米吸附剂和传感器，书中几乎涵盖了纳米材料在各个尖端领域的最新进展和实际应用案例。我特别关注了书中关于纳米材料在传感器方面的应用，它详细解释了纳米结构的高表面积和独特的电子/光学性能如何使其能够灵敏地检测到痕量的目标物，这对我正在进行的相关研究提供了宝贵的思路和参考。

评分☆☆☆☆☆

我从事的是纳米复合材料的研究，这本书中关于如何将不同种类的纳米结构或纳米材料进行复合，以获得协同效应的章节，对我来说尤为重要。书中不仅介绍了几种常见的复合策略，例如在聚合物基体中引入纳米颗粒以提高力学性能，或者将碳纳米管分散在金属基体中以增强导电性，还深入探讨了复合过程中界面设计的重要性，以及界面如何影响最终材料的整体性能。这种对细节的关注，让我得以更精细地控制我的实验，并更准确地预测复合材料的性能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一个突出优点在于其内容的广度和深度。它不仅仅局限于某种特定的纳米材料或应用领域，而是对整个纳米结构和纳米材料领域进行了全面的覆盖。从基础的量子力学原理在纳米尺度的体现，到各种复杂纳米结构的合成与表征，再到纳米材料在各个领域的应用，书中几乎涉及了纳米科技的每一个重要方面。这使得这本书能够作为一本综合性的参考书，满足不同背景的读者在纳米科技领域的学习和研究需求。

评分☆☆☆☆☆

在阅读这本书的过程中，我深刻体会到作者在知识体系构建上的匠心独运。它不是简单地将不同的纳米材料分类介绍，而是通过“合成”、“性能”、“应用”这三个核心章节，将整个纳米材料的研究流程贯穿起来。例如，在合成章节，作者会介绍多种制备某种纳米材料的方法，然后紧接着在性能章节，会详细分析这种材料的独特性能，最后在应用章节，则会展示这种材料如何在实际应用中发挥作用。这种层层递进、环环相扣的编排方式，使得读者能够清晰地理解纳米材料从“被制造”到“被认识”再到“被利用”的全过程，极大地提升了学习的效率和深度。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在该领域拥有多年研究经验的学者，我一直认为，一本优秀的科学著作，应该能够同时满足初学者建立基础框架的需求，也能为资深研究者提供新的启发和思考。这本书恰恰做到了这一点。它并没有回避复杂的理论概念，而是用清晰的逻辑和丰富的实例，将这些概念层层剥开，让读者能够逐步理解。我尤其欣赏书中对材料表征技术的详尽介绍，从透射电子显微镜（TEM）到扫描电子显微镜（SEM），再到X射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM），每一个技术都不仅仅是说明其原理，更重要的是讲解了如何通过这些技术来解析纳米结构的形貌、晶体结构、尺寸分布以及表面化学性质，这对于研究者准确地评估和优化材料性能至关重要。

评分☆☆☆☆☆

我是一名材料科学专业的学生，在接触了这本《纳米结构和纳米材料》后，我感到自己的视野得到了极大的拓展。在课堂上，我们学习的更多是理论知识，而这本书则将这些理论生动地呈现在我眼前，让我能够理解为什么某种合成方法能得到特定形貌的纳米颗粒，为什么这种形貌会影响材料的催化活性，又为什么这种催化活性在环境治理领域有着如此巨大的潜力。书中对不同纳米材料（如碳纳米管、石墨烯、金属纳米颗粒、氧化物纳米颗粒等）的性能分析，不仅仅是列举数据，而是深入探讨了其结构与性能之间的辩证关系，比如石墨烯的高导电性和高比表面积是如何赋予其在储能设备中优异表现的。

评分☆☆☆☆☆

作为一名化学专业的学生，我一直对纳米材料的催化性能充满兴趣，而这本书在这方面的详尽阐述，让我大开眼界。书中不仅介绍了不同纳米结构（如纳米颗粒、纳米线、纳米片）在催化反应中的优势，还深入分析了其表面原子、缺陷位点、晶面取向等因素对催化活性的影响。例如，关于金纳米颗粒在氧化还原反应中的催化机理，以及如何通过调控其尺寸和形貌来优化催化效率，这些内容都为我今后的研究提供了非常具体的指导方向。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对纳米科技在可持续发展领域应用感兴趣的工程师，这本书中关于纳米材料在环境保护和新能源方面的应用，给了我极大的启发。书中对纳米材料在水处理、空气净化、太阳能电池、燃料电池等方面的详细介绍，让我看到了纳米科技解决实际环境和能源问题的巨大潜力。我尤其对书中关于纳米材料在光催化降解污染物方面的应用进行了深入学习，这为我正在进行的环境治理项目提供了宝贵的理论基础和技术参考。

评分☆☆☆☆☆

很好，到货快，非常方便

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包装稀烂。

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书便宜实惠 百分百正品 特别好赞 很喜欢

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很好的书，有点

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内容比较适合入门做纳米结构的人看，书中介绍很全面。新书，不错

评分☆☆☆☆☆

很好的专业书，纳米这个方面这么热。这本书很合适入门的时候读。

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买本工具书，京东自营的，应该是正品，看着还行，下次有需要会再来的，每月的图书券都会抢，减80那个总也抢不到，不知道咋回事

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很好的工具书很好的工具书

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书不错