具体描述
The fifth edition of the Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology builds upon the solid foundation of the previous editions, which have proven to be a mainstay for chemists, biochemists, and engineers at academic, industrial, and government institutions since publication of the first edition in 1949. The new edition includes necessary adjustments and modernization of the content to reflect changes and developments in chemical technology.
21世纪材料科学前沿：功能性高分子与智能复合材料 图书简介 本书深入探讨了当前高分子科学与工程领域中最具活力和突破性的两个方向：功能性高分子的理性设计与合成，以及智能复合材料的结构-性能调控。本书旨在为高分子化学、材料科学、化学工程以及相关交叉学科的研究人员、工程师和高年级学生提供一份全面、深入且具有前瞻性的参考指南。 在当今世界，材料的需求正从传统的结构支撑向“响应性”与“智能化”方向加速演进。本书正是立足于这一时代背景，系统梳理了过去十年间在分子设计、聚合方法学、先进表征技术以及实际应用方面取得的重大进展。 第一部分：功能性高分子的分子工程与合成策略 (Molecular Engineering and Synthesis Strategies for Functional Polymers) 本部分聚焦于如何通过精细控制高分子的分子结构、拓扑形貌和链间相互作用，赋予材料特定的、可预测的功能。 第一章：精确聚合方法的飞跃 (Leaps in Precision Polymerization Techniques) 本章详细介绍了近年来在控制自由基聚合（CRP）领域取得的突破，特别是可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）和原子转移自由基聚合（ATRP）的最新发展。重点阐述了如何利用这些“活性”聚合技术，实现对分子量分布、链端官能团和复杂拓扑结构（如星形、刷形、梯度共聚物）的亚纳米级控制。此外，还探讨了受控/活性聚合在生物相容性材料和药物递送载体构建中的应用，强调了拓扑结构对体内行为的影响。 第二章：刺激响应性高分子 (Stimuli-Responsive Polymers: The Next Generation of Soft Matter) 本章是本书的重点之一，系统考察了能够响应外部环境变化（如温度、pH值、光照、电场、磁场或特定生化分子）而发生可逆性能转变的高分子体系。 热响应性系统： 深入分析聚(N-异丙基丙烯酰胺) (PNIPAM) 及其衍生物的LCST（低临界溶解温度）行为，并探讨如何通过共聚或接枝改性来调控其响应温度，使其精确匹配生物体温或工业操作条件。 光敏与电化学响应性材料： 关注那些利用光异构化（如偶氮苯、螺吡喃）或氧化还原活性基团（如紫精、铁电性基团）实现远程、无损控制的高分子网络。详细讨论了这些材料在光刻胶、数据存储和分子开关领域的潜力。 生物分子识别与响应： 探讨了设计具有特定生物活性位点的高分子，使其能够特异性地结合或降解靶向分子，这对于开发高灵敏度的生物传感器和靶向治疗系统至关重要。 第三章：高分子电子学与光电功能 (Polymer Electronics and Optoelectronic Functionalities) 本章聚焦于有机半导体高分子和共轭聚合物的设计与合成。内容涵盖： π-共轭骨架的优化： 分析了通过改变主链的几何构型（如平面性、扭转角）和引入吸/供电子基团来精细调控HOMO/LUMO能级，以优化电荷传输性能。 器件集成与稳定性： 讨论了如何解决有机电子器件（如OPV、OLED、OTFT）中的关键挑战，包括形态控制（结晶度与薄膜形貌）、环境稳定性（氧气和湿气敏感性）以及提高载流子迁移率的策略。 第二部分：智能复合材料的界面调控与多尺度设计 (Interface Control and Multi-scale Design of Smart Composites) 本部分从宏观结构与微观组分相互作用的角度，探讨了如何构建具有协同效应的新型复合材料体系。 第四章：先进纳米填料的表面功能化 (Surface Functionalization of Advanced Nanofillers) 传统复合材料的性能受限于填料与基体界面的弱结合。本章详细阐述了利用各种化学手段（如偶联剂、原位聚合、表面接枝）对无机纳米填料（如石墨烯、碳纳米管、粘土、量子点）进行表面改性的技术。 界面相的构建： 重点分析了如何通过表面修饰，在界面处形成一层具有特定化学或物理性质的“过渡层”，以提高应力传递效率、抑制纳米颗粒团聚，并赋予复合材料额外的功能性（如阻燃、抗菌）。 高性能界面的表征： 介绍了利用原子力显微镜（AFM）、固态核磁共振（ssNMR）和透射电子显微镜（TEM）等先进表征技术，定量分析界面结构和相互作用力的前沿方法。 第五章：自修复与多功能结构材料 (Self-Healing and Multi-functional Structural Materials) 本章探讨了赋予传统结构材料“生命力”的智能策略。 化学自修复机制： 全面回顾了基于可逆化学键（如Diels-Alder反应、金属配位键、氢键）的本征自修复高分子网络。详细分析了修复效率、修复次数以及修复过程的动力学控制。 微胶囊与血管网络系统： 阐述了利用微胶囊技术实现“一次性”修复的应用，并深入探讨了受生物启发的多孔/血管化网络结构设计，以实现多次、在线的持续修复能力。 集效能于一体的结构材料： 讨论了如何设计出同时具备结构强度、导电性、电磁屏蔽或传感能力的新型复合材料，例如，将碳纳米管均匀分散到高强度环氧树脂中，以实现结构健康监测（SHM）功能。 第六章：高分子凝胶与软机器人学 (Polymeric Gels and the Frontier of Soft Robotics) 本章将视角转向软物质物理，探讨了水凝胶和类凝胶材料在柔性电子和生物医学工程中的应用。 水凝胶的力学调控： 介绍了如何通过双网络（DN）、交联网络或嵌段共聚物结构来显著提高水凝胶的韧性和抗疲劳性，使其能够承受数百万次的形变而不失效。 致动器与驱动原理： 详细分析了基于水凝胶的电活性聚合物（EAPs）和化学刺激响应凝胶的膨胀/收缩机理。重点讨论了如何将这些材料集成到软体机器人（Soft Robotics）中，实现仿生运动和精确的远程控制。 结语：面向可持续发展的材料未来 本书最后展望了功能性高分子和智能复合材料的未来发展方向，尤其是在循环经济、生物基材料替代、以及在极端环境下（如深空、深海）应用的挑战与机遇。本书力求以严谨的科学论证和前沿的实验案例，激发读者在材料设计和应用创新方面的无限可能。
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