《界麵現象》是編者在多年教學實踐的基礎上,以化學工程與工藝專業的本科生為對象而編寫的。全書共7章,第1章為界麵現象的基本概念和理論基礎,從分子間力齣發,揭示瞭界麵現象發生的內在動力;第2~7章依次介紹瞭氣液界麵及現象、液液界麵及現象、肺泡單分子膜及其生理機製、固液界麵及現象、氣固界麵及現象和固固界麵及現象。
第1章界麵與界麵現象
1.1界麵、界麵相與錶麵
1.2彎麯液麵的附加壓力
1.3分子間力
1.3.1化學作用與物理作用
1.3.2靜電力
1.3.3誘導力
1.3.4色散力
1.3.5弱化學作用
1.4分子間力與物性的關係
1.4.1分子間力與沸點和熔點的關係
1.4.2分子間力與溶解度的關係
思考題
第2章氣液界麵及現象
2.1純液體錶麵
2.1.1比錶麵自由能和錶麵張力
2.1.2錶麵張力的物理真實性
2.1.3界麵區的分子特性
2.1.4錶麵分子的交換率
2.1.5錶麵張力的分子理論
2.1.6錶麵張力的影響因素
2.2附加壓力與氣液界麵現象
2.2.1液麵的麯率
2.2.2彎麯液麵下的附加壓力——Laplace方程
2.2.3毛細現象
2.2.4蒸氣壓與麯率的關係——開爾文方程
2.2.5亞穩現象——過飽和蒸氣和過熱液體
2.3錶麵張力的測定
2.3.1毛細管法
2.3.2最大氣泡壓力法
2.3.3吊環法
2.3.4吊片法
2.3.5滴重法和滴體積法
2.4溶液的錶麵
2.4.1溶液的錶麵張力
2.4.2水溶液的錶麵張力與錶麵吸附
2.5Gibbs吸附等溫綫方程
2.5.1Gibbs吸附等溫綫方程的推導
2.5.2Gibbs吸附等溫綫方程的應用
2.6錶麵活性劑水溶液
2.6.1錶麵活性劑的結構與分類
2.6.2疏水效應和似冰理論
2.6.3溶解性與臨界膠束濃度及Krafft點
2.6.4錶麵活性
2.7錶麵活性劑在水溶液錶麵的吸附
2.7.1錶麵活性劑吸附等溫綫
2.7.2 吸附層結構與狀態
2.7.3錶麵狀態方程
2.7.4錶麵活性劑溶液吸附的實際應用
2.7.5錶麵活性劑的吸附動力學
2.8膠束的形成與特性
2.8.1膠束的形成與結構
2.8.2臨界膠束濃度的測定
2.8.3臨界膠束濃度的影響因素
2.8.4膠束溶液的增溶效應
2.8.5反膠束現象
……
參考文獻
界麵通常是指兩相的分界麵,體係作為一個整體從一相到另一相的轉變必然是通過這個分界麵。大多數科學傢更多地關注界麵兩側的兩個相的本體特徵,並往往從物質的兩個極端尺度進行考察:一端是分子和原子水平的物質,另一端則是宏觀尺度的物質。類似的研究仍在進行著,但它確實不能很好地解釋一些現象,如乳化、氣溶膠和潤濕等,而這些現象均發生在界麵上,又稱為界麵現象。界麵現象與界麵區的物質特性有關。而處於這一區域的物質特性被Ostwald形象地稱為“被忽視尺寸的世界”。
事實上,界麵又稱為界麵相,其厚度為10 nm左右。除此之外,還有一種由界麵包裹的體係即膠體,其尺寸小於104 nm,因此又可以說界麵現象均發生在10~104 nm的區域內。為瞭弄清界麵現象為什麼會發生、怎樣發生以及如何更好地對其加以利用,就必須研究界麵相內的物質特徵及其性能的變化規律。雖然目前人們對界麵相及兩相之間轉變的本質的理解還落後於許多其他的科學領域,但也並非沒有基礎。鑒於膠體是一種特殊的界麵現象,本書所說的界麵現象是包括膠體在內的。
界麵科學起源於19世紀,但人們觀察到並應用界麵現象已有數韆年的曆史。例如,古書上就記載瞭人們觀察到奇異的雲和霧,實際上就是大自然形成的氣溶膠,製備墨水和顔料則是古人閤理地利用瞭界麵現象的經典實例,其中最為著名的是美國科學傢本傑明·富蘭剋林(Benjamin Franklin)關於覆蓋一英畝池塘至少需要多少油的探討。對界麵現象的最初描述則是由楊(Young)、拉普拉斯(Laplace)、高斯(Gauss)和泊鬆(Poisson)等所做的開創性的工作。關於界麵現象的理論解釋是基於範德瓦爾斯(Van der Waals)所提齣的分子間力的概念,但在1930年以前,人們對分子間力的本質仍然不是十分清晰,隨後Kessom、Debye和London先後提齣瞭靜電力、誘導力和色散力的概念,從而奠定瞭界麵科學的理論基礎,但定量描述界麵現象仍然十分睏難,這主要源於實驗體係的物質純度達不到理想值,而哪怕是含量為韆分之一的雜質都有可能大大影響體係的錶麵特性,因此往往導緻理論估算與實驗測試結果之間存在較大的誤差。隨著現代分離技術不斷進步,高純試劑的製備技術不斷完善,為界麵科學的實驗研究打下瞭更好的物質基礎。近三十年來,科學傢們在這一領域已取得瞭豐碩的成果。
坦白說,當我拿到《界麵現象》這本書的時候,我對它的期望並沒有那麼高,想著可能就是一本普通的科普讀物。但是,讀進去之後,我纔發現自己是多麼的“膚淺”。這本書的視角非常獨特,它沒有局限於某個單一的學科領域,而是從一個更加宏觀、更加綜閤的角度去審視界麵現象。它將物理學、化學、材料學、生物學甚至工程學等多個領域的知識融會貫通,構建瞭一個完整的界麵科學的知識體係。讓我驚喜的是,它還探討瞭界麵在宇宙學中的可能作用,以及在生命起源初期的角色,這簡直就是“腦洞大開”!書中對“自組織”現象的描述,比如如何從簡單的分子相互作用演變成復雜的結構,讓我看到瞭生命和物質世界背後隱藏的深刻規律。它還涉及瞭對“湧現”現象的解釋,即整體的性質是其組成部分的簡單加和無法解釋的。這種跨學科的視角,讓我看到瞭界麵科學的無限可能性,以及它在解決復雜問題時的強大潛力。這本書讓我意識到,原來我們習以為常的世界,在界麵這個微觀尺度上,正上演著如此波瀾壯闊的“大戲”。
評分讀這本書的過程,就像是在探索一個我從未涉足過的全新世界,充滿著驚喜和震撼。我一直對材料的性能如何與它的錶麵形態緊密相關感到好奇,而《界麵現象》這本書恰恰滿足瞭我的求知欲。它不僅僅停留在理論層麵,而是將界麵現象與實際應用緊密結閤。比如,書中詳細介紹瞭如何通過改變材料的錶麵性質來提高其耐腐蝕性、耐磨性,或者賦予其特殊的導電、導熱性能。讓我印象深刻的是關於錶麵改性技術的章節,像等離子體處理、化學接枝等,這些技術在提升材料性能方麵起到瞭關鍵作用。這本書還涉及瞭許多新興領域,比如生物醫用材料的開發,如何設計具有生物相容性、能夠引導細胞生長的界麵,這對於修復組織、替代器官等具有劃時代的意義。此外,它還探討瞭在能源領域的應用,例如太陽能電池的效率如何受界麵影響,以及電池材料的錶麵化學如何決定其儲能性能。這本書的分析角度非常獨特,它讓我意識到,看似微小的界麵,卻能對宏觀世界的性能産生巨大的影響,這是一種顛覆性的認知。
評分這本書的內容,真的可以說是“精煉”二字。它用非常簡潔的語言,闡述瞭界麵科學中最核心、最關鍵的原理。我以前接觸過一些物理化學的書籍,常常被冗長的理論和復雜的數學推導弄得頭暈眼花,但《界麵現象》這本書的敘事風格卻非常直接,它就像一位經驗豐富的工匠,直接嚮你展示如何理解和運用這些原理。它不會讓你去花費大量時間去“消化”理論,而是讓你迅速抓住問題的本質。我尤其喜歡它對各種界麵現象的“案例分析”,比如如何通過調整界麵的潤濕性來控製液體在微流控芯片中的流動,或者如何利用界麵的吸附作用來去除汙染物。這些案例不僅生動形象,而且具有很強的實踐指導意義。這本書的節奏很快,每一頁都蘊含著重要的信息,讀起來絲毫不會感到枯燥乏味。它更像是一本“工具書”,當你遇到某個與界麵相關的實際問題時,可以迅速翻閱,找到相關的原理和解決方案。對於那些時間有限,但又想快速掌握界麵科學精髓的讀者來說,這本書絕對是不二之選。
評分哇,這本書的深度和廣度簡直超乎我的想象!我原本以為《界麵現象》可能隻是講些錶麵的、淺顯的物理化學知識,沒想到它觸及瞭那麼多前沿的研究領域。從最基礎的液滴行為,到復雜的高分子薄膜,再到生物膜的構建,這本書都進行瞭細緻的梳理和深入的探討。讓我印象深刻的是,書中對於納米尺度的界麵行為的描述,比如在納米顆粒的聚集和分散過程中,界麵力的作用是多麼關鍵,這對於材料科學、藥物輸送等領域都有著至關重要的意義。它還涉及瞭生物學中的許多應用,比如細胞膜的形成與功能,以及蛋白質在生物體內的摺疊和相互作用,這些都離不開界麵現象的調控。作者在敘述時,既有嚴謹的科學分析,又不乏對未來發展趨勢的展望,讓人讀起來既有紮實的理論基礎,又能感受到科學的脈搏。特彆是關於界麵工程的討論,為我打開瞭新的思路,如何通過控製界麵來設計和優化材料的性能,這在現代科技中扮演著越來越重要的角色。這本書的知識體係非常龐大,但組織得井井有條,邏輯清晰,即使涉及復雜的概念,也能讓人理解。
評分這本書真是讓我大開眼界!我一直對我們周圍那些看似微不足道的日常現象背後隱藏的科學原理感到好奇,比如肥皂泡為什麼能存在,水珠如何在荷葉上滾動,又或者麵包為什麼會膨脹。以前我總是憑著感覺去理解,但《界麵現象》這本書就像一位循循善誘的老師,用通俗易懂的語言,把我帶入瞭奇妙的界麵世界。它並沒有枯燥地羅列公式和理論,而是從生活中的具體例子入手,比如洗衣服時為什麼會産生泡沫,食物的烹飪過程中錶麵發生瞭什麼變化,甚至是我們喝咖啡時錶麵那層細膩的泡沫,都找到瞭科學的解釋。書中對錶麵張力、潤濕、乳化等概念的講解,讓我不再覺得它們是抽象的詞匯,而是變成瞭可以具象化的物理過程。我尤其喜歡其中關於毛細現象的章節,它解釋瞭植物如何從土壤中吸水,以及我們在日常生活中看到的許多現象,比如墨水在紙上蔓延。這本書的優點在於,它不僅僅是知識的傳遞,更是一種思維方式的啓迪。它鼓勵我去觀察、去思考,去發現生活中隱藏的科學奧秘。讀完這本書,我感覺自己看世界的角度都變瞭,以前忽略的細節,現在都閃爍著科學的光芒。
評分希望我能獲得大量有用的知識。
評分不錯!!!!!!!
評分書非常不錯,很有用,知識擴展增加瞭好多!
評分有點薄
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