具体描述
本书系统地阐明了纳米技术和纳米材料的基本概念和理论基础、纳米化
工粉体的材料测试技术、纳米化工开发与中试产品设计、纳米粒子的制备方
法、纳米化工结构组装与合成方法、纳米化工粉体的表面处理技术。并详细
介绍了每个典型纳米化工产品的生产技术及应用前景，包括纳米无机膜、纳
米电池材料、纳米多孔材料、纳米TiO2产品、纳米SiO2产品、纳米CaCO3产
品、纳米陶瓷和功能陶瓷产品、纳米氧化铁颜料、纳米抗菌产品、纳米塑料
产品。
本书可供涉及材料及化工产品创新的各相关行业的研究人员、技术人员
、生产人员、管理人员阅读，也可供大专院校材料专业师生参考。
探寻微观世界的宏大叙事：现代材料科学的边界与未来 图书名称： 现代材料科学前沿：从原子构筑到功能集成 图书简介： 本书旨在为读者构建一个宏大而精密的现代材料科学全景图，深入剖析当前材料研究最尖端、最具突破性的领域。我们聚焦于如何通过对物质在原子、分子和纳米尺度上的精确调控，实现传统材料无法企及的超常性能和全新功能。 第一部分：基础理论的革新与计算材料学的崛起 材料科学的发展从未脱离理论的指导。本书首先回顾了晶体结构理论、缺陷工程以及相变动力学的最新进展，这些是理解宏观材料性能的基石。随后，我们将重点介绍计算材料学（Computational Materials Science）的革命性影响。这包括第一性原理计算（Ab Initio Calculations），特别是密度泛函理论（DFT）在预测新材料电子结构、能带和反应活性方面的应用。我们详细阐述了如何利用分子动力学模拟（Molecular Dynamics, MD）来揭示高温、高压或极端应力下材料的瞬态行为和微观机制，并探讨了机器学习（Machine Learning）和人工智能（AI）在加速材料筛选、优化合成路线以及构建材料性能数据库中的关键作用。我们将展示这些计算工具如何显著缩短从理论设想到实验验证的周期，引领“设计驱动”的材料开发新范式。 第二部分：突破性的结构控制：纳米尺度工程的精妙艺术 纳米尺度是现代材料性能的决定性战场。本书深入探讨了如何精确控制材料的尺寸、形貌和表面活性。我们详细介绍了量子点（Quantum Dots）的合成与光电性能调控，包括其尺寸依赖性的荧光特性及其在生物成像、高效太阳能捕获中的应用潜力。随后，我们转向二维材料（2D Materials），超越传统的石墨烯，重点剖析了过渡金属硫化物（TMDs）、拓扑绝缘体等新型二维晶体的独特电子学、力学和热学特性。书中不仅涵盖了化学气相沉积（CVD）等主流制备技术，还深入探讨了溶液法可控制备的优势与挑战，强调了如何通过控制结晶过程的动力学和热力学来定制颗粒的晶面暴露和表面化学环境。此外，对多孔材料，如金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）的结构设计与孔道功能化，如何实现高效的气体吸附、分离与催化，进行了详尽的案例分析。 第三部分：功能集成与跨学科前沿 现代材料的价值在于其集成和响应能力。本书的后半部分聚焦于将基础研究转化为具有实际应用价值的复杂功能体系。 1. 智能与自适应材料： 探讨了形状记忆合金（SMAs）、压电/焦电材料的最新进展，特别是如何利用电场、磁场或温度变化实现材料的快速、可逆的结构重构和能量转换。我们分析了自修复材料（Self-Healing Materials）的内在与外在修复机制，无论是通过微胶囊释放修复剂，还是利用动态共价键进行分子层面的重组，目标都是延长结构的使用寿命并提高服役可靠性。 2. 能源转化与存储的革命： 材料是能源技术的核心瓶颈。我们深入分析了固态电解质在下一代锂电池中的应用潜力及其界面阻抗问题；对钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells）的稳定性、缺陷钝化技术和叠层电池结构进行了细致的探讨；同时，也涵盖了高效电催化剂的设计，例如如何通过原子级掺杂或构建异质结来优化氧还原反应（ORR）或析氢反应（HER）的动力学。 3. 生物相容性与生物医用材料： 关注材料与生命系统的交互。我们讨论了生物可降解聚合物的降解速率控制、药物缓释载体的设计，以及生物活性涂层在植入物表面的构建，以促进骨整合或抑制生物膜的形成。特别是对生物传感器中纳米材料作为信号放大元件的应用，提供了前沿的视角。 结论与展望： 本书最后部分将总结当前材料科学面临的重大挑战，例如极端环境下的服役性能、可持续性与循环经济的材料需求，以及如何实现从实验室到工业化生产的“规模化放大”瓶颈。我们旨在激发读者跳出现有材料体系的局限，以系统性、跨学科的视角，迎接新一轮材料革命的到来。 本书面向材料学、化学、物理学、机械工程及相关交叉学科的本科高年级学生、研究生及科研工作者。通过严谨的理论推导、丰富的实验案例和对未来趋势的深刻洞察，本书致力于成为理解和推动现代材料科学边界的权威参考指南。
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