纳米材料学概论 徐云龙 华东理工大学 9787562823797 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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ISBN：7871016161895

商品编码：28155308566

 

书名:纳米材料学概论

原价：29.00元

作者:徐云龙

出版社：华东理工大学出版社

出版日期：2008年10月1日

ISBN：9787562823797

字数：

页码：219

版次：第1版

装帧：平装

开本：16

 

       《纳米材料学概论》以纳米材料的制备、结构及性能和应用为主线,从零维纳米结构单元到纳米组装体系,较系统地介绍了纳米材料的基础知识和最新科技成果。全书内容分为十章,其中第一章介绍了纳米材料的基本概念;第二章介绍了纳米材料的基本特性;第三章至第五章分别介绍了零维、一维和二维纳米结构单元的制备、结构特征及性能与应用;第六章介绍了纳米玻璃、纳米陶瓷、纳米金属和纳米高分子等三维纳米结构的制备、结构特点及性能与应用;第七章简要介绍了几种主要的三维纳米复合材料;第八章介绍了纳米结构的人工组装和分子自组装技术,以及分子器件与分子机器的类型和工作原理;第九章介绍了纳米材料的测量技术和表征方法,第十章介绍了纳米材料的应用现状和发展前景。

第一章 绪论
第一节 纳米科技的基本内涵
一、纳米科技的起源
二、纳米科技的研究内容
第二节 纳米科技的研究意义
一、引发生产方式的变革
二、引发人类认知的革命
第三节 纳米材料的研究历史
一、纳米材料的研究历程
二、纳米材料的发展阶段
第四节 纳米材料的研究范畴
一、纳米材料的研究对象
二、纳米材料的研究内容
第五节 纳米化的机遇与挑战
一、纳米化机遇
二、纳米安全性
三、纳米标准化
复习思考题
参考文献

第二章 纳米材料的基本效应
第一节 小尺寸效应
一、特殊的热力学性质
二、特殊的磁学性质
三、特殊的力学性质
第二节 表面效应
第三节 量子尺寸效应
一、光谱线频移
二、导电性能的转变
第四节 宏观量子隧道效应
第五节 库仑堵塞与量子隧穿效应
第六节 介电限域效应
第七节 量子限域效应
第八节 应用实例
复习思考题
参考文献

第三章 零维纳米结构单元
第一节 原子团簇
一、原子团簇分类
二、碳原子团簇
第二节 人造原子
一、人造原子的概念
二、人造原子的特征
第三节 纳米粒子
一、纳米粒子的制备
二、纳米粒子的表面修饰
三、纳米粒子的结构特征
四、纳米粒子的特性
五、研究与发展现状
第四节 纳米脂质体及其靶向制剂
一、脂质体的组成
二、脂质体的形成原理
三、脂质体的结构与载药系统
四、纳米脂质体靶向给药系统
复习思考题
参考文献

第四章 一维纳米结构单元
第一节 碳纳米管
一、碳纳米管结构
二、碳纳米管的合成
三、碳纳米管的纯化
四、碳纳米管的稳定性
五、碳纳米管的特性
六、碳纳米管的应用
第二节 纳米线
一、金属纳米线
二、半导体纳米线
三、陶瓷纳米线
第三节 同轴纳米电缆
一、同轴纳米电缆的制备
二、同轴纳米电缆的应用
第四节 纳米带
一、纳米带的制备方法
二、纳米带的特性
三、纳米带的应用
第五节 纳米环
一、氧化锌纳米环
二、金纳米环
三、钴纳米环
复习思考题
参考文献

第五章 二维纳米结构——纳米薄膜
第一节 纳米薄膜的分类
一、根据微结构划分
二、根据用途划分
三、根据层数划分
第二节 纳米薄膜的制备方法
一、物理法
二、化学法
三、分子组装方法
第三节 纳米薄膜的性能
一、力学性能
二、光学性能
三、电磁学特性
第四节 纳米薄膜的应用
一、纳米光学薄膜
二、纳米耐磨损膜与纳米润滑膜
三、纳米磁性薄膜
四、纳米气敏薄膜
五、纳米渗透薄膜
六、纳米绝缘薄膜
七、纳米光电转换薄膜
复习思考题
参考文献

第六章 三维纳米结构
第一节 纳米玻璃
一、纳米玻璃的研究层次
二、纳米玻璃的制备方法
三、纳米玻璃的应用
第二节 纳米陶瓷
一、纳米陶瓷的制备
二、纳米陶瓷的特性
三、纳米陶瓷的应用
第三节 纳米介孔材料
一、分类及结构特征
二、介孔材料的合成
三、介孔材料的应用
第四节 纳米金属
一、纳米晶化技术
二、尺度效应
三、纳米金属材料的应用
第五节 纳米高分子
一、螺旋结构高分子
二、嵌段共聚物
三、树枝状高分子
第六节 最新研究进展
复习思考题
参考文献

第七章 纳米复合材料
第一节 纳米复合材料的分类
第二节 纳米复合材料的设计
一、纳米复合材料的功能设计
二、纳米复合材料的合成设计
三、纳米复合材料的稳定化设计
第三节 陶瓷基纳米复合材料
一、陶瓷基纳米复合材料的制备
二、陶瓷基纳米复合材料的性能
三、纳米复合陶瓷的作用机制
第四节 金属基纳米复合材料
一、金属基纳米复合材料的制备
二、金属基纳米复合材料的性能
三、金属基纳米复合材料的应用
第五节 聚合物基纳米复合材料
一、插层型聚合物纳米复合材料
二、填充型聚合物纳米复合材料
第六节 聚合物/聚合物纳米复合材料
一、分子复合纳米聚合物材料
二、原位复合纳米聚合物材料
三、聚合物微纤/聚合物纳米复合材料
第七节 纳米复合材料的应用前景
复习思考题
参考文献

第八章 纳米组装体系
第一节 人工组装
一、原子操纵
二、分子操纵
第二节 纳米加工
一、利用STM和AFM的纳米加工技术
二、聚焦离子束技术
三、准分子激光直写
四、纳米压印
第三节 分子自组装
一、组装基本原理
二、组装工艺
第四节 分子器件
一、分子导线
二、分子开关
三、分子整流器
第五节 分子机器
一、DNA镊子
二、分子剪刀
三、分子刹车
四、分子马达
复习思考题
参考文献

第九章 纳米测量与表征
第一节 纳米测量技术
一、电子显微技术
二、衍射技术
三、谱学技术
四、热分析技术
第二节 纳米材料表征
一、纳米材料的粒度分析
二、纳米材料的形貌分析
三、成分分析
四、纳米材料的结构分析
五、纳米材料表面与界面分析
第三节 纳米测量技术的展望
复习思考题
参考文献

第十章 纳米材料的应用与展望
第一节 电子信息领域
一、纳米发电机
二、纳米马达
三、纳米计算机
第二节 生物医学领域
一、生物导弹
二、纳米医用机器人
三、生物芯片技术
第三节 能源与环境领域
一、纳米太阳能电池
二、纳米光催化
第四节 军事与航空领域
一、纳米卫星
二、隐身材料
三、太空梯
第五节 日常生活领域
一、超双疏界面材料
二、微胶囊相变材料
第六节 展望
参考文献

《纳米材料学概论》 作者： 徐云龙 出版社： 华东理工大学出版社 ISBN： 9787562823797 图书简介 《纳米材料学概论》一书，由资深纳米材料研究专家徐云龙教授倾力编著，并由华东理工大学出版社隆重推出，旨在为读者提供一个系统、深入且前沿的纳米材料学知识框架。本书全面涵盖了纳米材料学的基本概念、核心原理、制备技术、表征方法以及在各个领域的应用，是理解和掌握这一跨学科新兴领域的理想读物。 第一部分：纳米材料学的基石——概念与原理 本书开篇即从宏观与微观的视角切入，深入阐释了“纳米”这一概念的特殊性及其对物质性质产生的颠覆性影响。徐教授首先详细介绍了纳米尺度下的量子尺寸效应、表面与界面效应、小尺寸效应以及宏观量子隧道效应等关键物理现象。这些效应是理解纳米材料独特性能的钥匙，也是本书后续内容展开的理论基础。通过丰富的实例和清晰的图示，读者将深刻理解为何尺寸的微小化能带来材料性能的质的飞跃，例如光学、电学、磁学、催化活性以及机械强度的显著改变。 接着，本书系统梳理了不同类别的纳米材料，包括但不限于： 零维纳米材料： 如量子点、纳米颗粒、纳米簇等。作者深入剖析了它们的球形、多面体等不同形貌对性能的影响，以及量子点在发光、传感等方面的独特优势。 一维纳米材料： 如纳米线、纳米棒、碳纳米管、纳米带等。本书重点介绍了它们的各向异性结构带来的方向性导电、导热等特性，以及在电子器件、复合材料中的应用潜力。 二维纳米材料： 如石墨烯、过渡金属硫化物（TMDs）、 MXenes等。作者详细阐述了它们的层状结构、高比表面积以及优异的载流子迁移率，重点探讨了其在能源存储、催化、传感器和生物医学等领域的突破性应用。 三维纳米材料： 如纳米多孔材料、纳米复合材料、三维纳米结构阵列等。本书探讨了这些材料通过自组装、模板法等策略构建的复杂三维结构，以及它们在吸附、分离、催化反应器设计等方面的独特价值。 此外，本书还深入探讨了纳米材料的结构与性能之间的内在联系，强调了晶体结构、形貌、尺寸分布、表面官能团等微观因素如何协同作用，最终决定了纳米材料在特定应用场景下的表现。 第二部分：从原子到宏观——纳米材料的制备与表征 制备是实现纳米材料功能化的前提，本书对多种经典的以及前沿的纳米材料制备技术进行了详尽介绍，并对其优缺点、适用范围以及发展趋势进行了深入分析。主要涵盖以下几类方法： 自下而上（Bottom-up）方法： 化学合成法： 包括溶胶-凝胶法、水热/溶剂热法、沉淀法、共沉淀法、微乳液法、气相沉积法（CVD、PVD）、原子层沉积（ALD）等。作者详细讲解了反应机理、影响因素（如温度、pH、溶剂、表面活性剂、前驱体等），并提供了具体的实验参数和操作建议。 生物合成法： 探讨了利用微生物、酶、植物提取物等生物介质进行纳米材料制备的绿色环保技术，分析了其在可控性和规模化生产方面的挑战与机遇。 自上而下（Top-down）方法： 机械法： 如球磨法、研磨法等，主要适用于将块体材料粉碎至纳米尺度。 物理法： 如光刻、电子束刻蚀、聚焦离子束（FIB）刻蚀等，用于精确图案化和纳米结构加工。 蒸发-冷凝法、溅射法 等物理气相沉积技术，用于制备薄膜和纳米颗粒。 在制备技术之外，准确、有效的表征手段对于理解纳米材料的结构、成分、形貌和性能至关重要。本书对常用的纳米材料表征技术进行了系统介绍，包括： 形貌与结构表征： 扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）、扫描隧道显微镜（STM）等。本书详细讲解了各种显微镜的成像原理、分辨率、所能获得的信息，以及如何通过这些手段分析晶体结构、尺寸、形貌、表面粗糙度等。 成分与化学态表征： 能量色散X射线光谱（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱等。读者将了解如何利用这些技术分析材料的元素组成、化学键态、表面官能团等信息。 物理性能表征： 表面积和孔隙度分析（BET）、热分析（TGA、DSC）、比表面电荷测量、电学性能测量（如霍尔效应、四探针法）、光学性能测量（如紫外-可见吸收光谱、光致发光光谱）、磁学性能测量（如振动样品磁力计VSM）等。 本书强调，只有将制备和表征技术有机结合，才能真正理解纳米材料的微观世界，并设计出满足特定需求的纳米材料。 第三部分：聚焦前沿——纳米材料在各领域的应用 《纳米材料学概论》的最后一大部分，也是本书最具吸引力的部分，便是对纳米材料在各个前沿领域广泛而深刻的应用进行详细的介绍。徐教授结合最新的研究成果和发展趋势，深入剖析了纳米材料如何改变和推动着各个行业的进步： 能源领域： 储能： 重点介绍纳米材料在锂离子电池、钠离子电池、超级电容器等方面的应用，如高比表面积的纳米电极材料、导电性优异的碳纳米材料、固态电解质等，如何提高能量密度、功率密度和循环寿命。 催化： 纳米催化剂因其高比表面积和丰富的活性位点，在燃料电池、光催化分解水制氢、污染物降解、化学合成等方面展现出巨大潜力。本书详细介绍了纳米氧化物、贵金属纳米颗粒、金属有机框架（MOFs）等在催化领域的应用案例。 太阳能： 介绍了纳米材料在染料敏化太阳能电池（DSSCs）、钙钛矿太阳能电池、有机太阳能电池（OSCs）等新型光伏器件中的应用，以及纳米结构如何提高光吸收效率和电荷分离效率。 环境领域： 水处理： 纳米吸附剂（如纳米氧化物、碳纳米管）在去除重金属离子、有机污染物方面的应用；纳米膜在海水淡化和污水处理中的作用；纳米光催化剂在降解水中污染物的机理和效果。 空气净化： 纳米催化剂在汽车尾气净化、室内空气净化中的应用；纳米滤膜在PM2.5过滤方面的潜力。 生物医学领域： 药物输送： 纳米载体（如脂质体、聚合物纳米粒、金属纳米颗粒）如何实现靶向药物递送，提高药物疗效，降低副作用。 诊断与成像： 荧光纳米颗粒（如量子点）作为生物荧光探针；磁性纳米颗粒在MRI造影剂中的应用；金纳米颗粒在生物传感器和分子标记中的作用。 抗菌与抗病毒： 银纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒等的抗菌机理。 组织工程： 纳米纤维支架在促进细胞生长和组织再生中的应用。 电子与信息技术领域： 半导体器件： 纳米材料在晶体管、存储器、传感器等领域的应用，如二维材料在高性能逻辑电路中的潜力。 显示技术： 量子点在LED显示屏中的应用，实现更广阔的色域和更高的能效。 通信： 纳米材料在光电子器件、高频器件中的应用。 其他领域： 材料科学： 纳米复合材料在提高强度、韧性、耐磨性等方面的应用；纳米涂层在防腐、防刮擦、自清洁等方面的功能。 航空航天、汽车工业： 纳米材料在轻质高强结构材料、高性能涂层等方面的应用。 本书并非简单罗列应用，而是深入分析了纳米材料之所以能够在这些领域取得突破的根本原因，即其在纳米尺度上展现出的独特物理化学性质。作者还对纳米材料应用的挑战，如规模化生产、成本控制、环境与健康安全性评估等进行了客观的讨论，并展望了纳米材料未来发展的重要方向。 总结 《纳米材料学概论》以其严谨的科学态度、丰富的学术内容、清晰的逻辑结构和前沿的应用导向，为纳米材料领域的初学者、研究者以及相关行业的从业人员提供了一部不可多得的参考书。本书不仅能帮助读者建立起扎实的纳米材料学理论基础，更能激发其对纳米科学研究和技术创新的兴趣，为推动我国乃至全球纳米科技的发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的版式设计也值得一提。字体的选择恰到好处，大小适中，阅读起来不会感到费力，即使长时间阅读，眼睛也不会感到疲劳。段落之间的间隔清晰明了，这使得信息在视觉上得到了很好的组织，更容易消化和吸收。我尤其欣赏书中对于一些重要概念和公式的突出处理，比如采用不同的字体颜色或者加粗处理，这能够有效地引导读者的注意力，并帮助记忆。此外，我还注意到书中可能包含了一些插图或图表，虽然我只是粗略翻阅，但从目录和章节标题的设置来看，我猜测这些视觉元素在解释复杂的纳米结构和物理过程时，一定起到了至关重要的作用。一个优秀的教科书，不仅仅在于其内容的深度，更在于其能否以一种高效且愉悦的方式将知识传递给读者，而这本书在这方面似乎做得相当出色。

评分☆☆☆☆☆

在探究科学世界的过程中，我始终相信，一个好的引导者能够让你少走很多弯路。从我初步接触这本书的感受来看，我似乎找到了一位这样的引导者。书中的一些章节，虽然涉及的是我并不熟悉的领域，但作者的叙述方式让我觉得，学习这些新知识并非遥不可及。我尝试去理解其中关于“纳米复合材料的结构与性能关系”的部分，即使在没有相关背景知识的情况下，我也能感觉到作者在努力地将一些抽象的概念具象化，尝试用清晰的语言来描绘那些肉眼不可见的微观世界。这种循序渐进、深入浅出的讲解方式，让我对未来的学习充满了信心。我期待着能够跟随这本书的脉络，一点一点地解开纳米材料的神秘面纱，并从中汲取知识的力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计相当不错，纸张的质感温润，触感很舒适，封面设计也颇具匠心，采用了深邃的蓝色调，辅以抽象的纳米颗粒图案，给人一种既科学又富有想象空间的感觉。我非常喜欢这种不落俗套的设计风格，让我在拿到书的第一眼就感受到了其内容的深度和专业性。拿到书的那天，我迫不及待地翻开，扑面而来的不是冰冷的学术术语，而是清晰的排版和适度的留白，这对于一本理工科类的书籍来说，是难能可贵的。我尤其欣赏其章节划分的逻辑性，每一部分都好像是精心构建的台阶，引导读者一步步深入探索纳米材料的奥秘。虽然我还没有深入研读具体内容，但仅凭这初步的翻阅，就足以让我对其严谨的学术态度和精良的制作水平留下深刻印象。我期待在未来的阅读过程中，能够被其内容所深深吸引，并在知识的海洋中遨游。

评分☆☆☆☆☆

读一本好书，就像遇见一位良师益友，总能带来意想不到的收获。这本书的作者，似乎拥有一种将复杂理论变得通俗易懂的非凡能力。我试着阅读了几个初步的章节，发现里面的讲解非常细致，不是那种敷衍了事的概括，而是真正地在引导读者理解每一个概念背后的逻辑。举个例子，书中对“量子尺寸效应”的解释，就让我印象深刻。它不是简单地给出一个定义，而是通过生动的比喻和循序渐进的分析，让我这个对此领域不甚了解的读者，也能大概勾勒出其核心的内涵。这种教学式的写作风格，对于初学者来说，无疑是巨大的福音。我设想，如果我能够跟随这本书的指引，深入学习，一定能在纳米材料这一领域建立起坚实的基础，并为日后的进一步研究打下良好的开端。

评分☆☆☆☆☆

在翻阅这本书的目录时，我注意到其中涵盖了许多我一直以来都感到好奇的领域。从基础概念的引入，到各种制备方法、表征技术，再到各种应用场景的探讨，内容似乎非常全面。我特别对其中关于“纳米材料的制备与生长机理”的部分产生了浓厚的兴趣。我一直对如何“创造”这些微小而强大的物质感到着迷，而这部分内容是否能详细阐述其中的科学原理和实际操作，是我非常期待的。此外，书中关于“纳米材料在生物医学领域的应用”的章节也引起了我的注意。我对如何利用这些神奇的材料来解决人类健康问题抱有极大的热情，希望能在这本书中找到一些启发性的答案，了解它们是如何改变医疗诊断和治疗方式的。总而言之，这本书的内容架构似乎预示着一次知识上的密集探索，我迫切地想知道作者是如何将如此庞杂的知识体系梳理得井井有条，并以一种易于理解的方式呈现给读者的。