Proceedings of the 3rd International Conference on Microchannels and Minichannels pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Amer Society of Mechanical

作者:Asme Conference Proceedings

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2005-1

价格:$ 339.00

装帧:HRD

isbn号码:9780791837580

丛书系列:

图书标签:

• Microchannels
• Minichannels
• Fluid Mechanics
• Heat Transfer
• Microfluidics
• Chemical Engineering
• Biomedical Engineering
• Materials Science
• Conference Proceedings
• Engineering

凝聚前沿智慧，洞察未来趋势：先进材料科学与工程的宏伟蓝图 本书全面聚焦于当代材料科学与工程领域最尖端的理论突破、创新工艺以及颠覆性应用，为研究人员、工程师和行业决策者提供一个深度剖析、横跨多学科的知识平台。 在二十一世纪，材料的创新速度和复杂性正在以前所未有的速度重塑人类社会的面貌。从可持续能源的捕获与转化，到生物医学植入物的精密制造，再到下一代信息技术的基石构建，材料的性能决定了技术的上限。本书并非局限于某一特定尺度或技术范畴，而是以宏观的视野，系统梳理了当前全球范围内，推动材料科学和工程学发展的几大核心驱动力。 第一部分：极端环境下的结构与功能材料设计 本部分深入探讨了如何在极端的热力学、力学和化学环境下，设计和制备具有超常性能的结构与功能材料。 1.1 高温与抗辐照材料的革新： 随着航空航天、核能（尤其是先进反应堆技术）对工作温度和服役寿命要求的不断提高，传统合金体系已接近其理论极限。我们详细分析了高熵合金（HEAs）在提升固溶强化和缺陷容忍度方面的最新进展。书中不仅涵盖了基于计算热力学和第一性原理计算的相图预测模型，还重点介绍了增材制造（Additive Manufacturing, AM）技术如何实现复杂微观结构的精确调控，从而优化材料的蠕变行为和抗辐照损伤能力。特别是针对SiC基陶瓷基复合材料（CMCs），我们探讨了其界面工程的挑战与机遇，以期在超高温燃气轮机和聚变堆包层材料中实现长效稳定运行。 1.2 极端力学行为的界面控制： 韧性、强度和疲劳寿命的矛盾统一是材料力学的永恒主题。本章深入剖析了梯度功能材料（Functionally Graded Materials, FGMs）在消减应力集中方面的应用，从纳米尺度上的晶界工程到宏观尺度的梯度设计。特别关注了超高强度钢在深海、深地工程中面临的氢脆问题，以及通过表面改性（如氮化、渗碳）和引入特定的晶体结构（如马氏体/奥氏体复合结构）来提高其抗氢脆性能的最新研究成果。对于超材料（Metamaterials），我们聚焦于其在实现负泊松比（拉胀材料）或零热膨胀等反直觉力学性能上的结构设计原理，这些材料为冲击吸收和振动隔离技术带来了革命性的可能。 第二部分：能源转换与储存系统的材料基石 能源问题是全球可持续发展的核心挑战。本书的这一部分，聚焦于推动清洁能源技术跨越瓶颈的关键材料体系。 2.1 新一代光伏材料的效率突破： 硅基太阳能电池已趋于成熟，本书的重点转向了钙钛矿太阳能电池（PSCs）。我们详尽分析了钙钛矿材料在稳定性和长期寿命上面临的几大挑战，包括湿度敏感性、热降解和离子迁移。书中详细介绍了二维（2D）钙钛矿结构的设计策略，例如引入大有机阳离子层以形成天然的疏水屏障；以及界面钝化技术，如使用有机分子或无机盐层来有效捕获缺陷态，从而将器件的效率和稳定性提升至商业化水平。此外，对叠层太阳能电池中不同带隙材料的协同设计也进行了深入探讨。 2.2 高能量密度电池的电极与电解质： 锂离子电池（LIBs）的能量密度提升已放缓，本书将目光投向了固态电池（SSBs）。我们系统比较了基于硫化物、氧化物和聚合物固态电解质的优劣。在硫化物电解质方面，书中重点讨论了界面阻抗的控制，特别是锂金属负极与固态电解质之间的反应动力学研究，以及如何通过原位（in-situ）表征技术来监控界面演变。对于下一代正极材料，如高镍三元材料（NMC 811及以上）和无钴锰酸锂（LMFP），其结构稳定性和循环性能的提升机制也被详尽剖析。 2.3 催化材料的原子级精确调控： 无论是电化学水分解（制氢）、二氧化碳还原（CO2RR）还是燃料电池，高效的催化剂都是核心。本章强调了单原子催化剂（SACs）的兴起。通过密度泛函理论（DFT）计算，我们解释了中心金属原子与载体材料（如氮化碳、石墨烯）之间的电子耦合如何精确调控活性位点的电子结构。书中展示了如何通过原子层沉积（ALD）等精确工艺，实现对催化剂活性位点密度的精细控制，以期在保持高活性、高选择性的同时，最大程度地降低贵金属的使用量。 第三部分：生物医学与先进传感材料 材料科学正在以前所未有的方式渗透到生命科学领域，实现精准诊断和个性化治疗。 3.1 响应性与可降解生物材料： 药物递送系统（DDS）和组织工程支架的未来在于其智能响应性。本书详细介绍了基于pH敏感、温度敏感或光照敏感的聚合物水凝胶的构建。例如，如何设计能够在肿瘤微环境中（酸性、高谷胱甘肽浓度）特异性释放化疗药物的交联网络。对于可植入器件，我们深入探讨了生物可吸收材料（如聚乳酸-羟基乙酸共聚物，PLGA）的降解动力学和生物相容性优化，确保其在完成功能后能安全地被人体代谢。 3.2 新型生物传感器的构建： 实时、无创的生物标志物检测是未来医疗的关键。本节聚焦于基于等离激元（Plasmonics）的表面增强拉曼散射（SERS）基底材料。我们分析了金、银纳米结构阵列的形貌对信号放大效率的影响，以及如何通过表面功能化（如偶联抗体或适配体）实现对特定疾病标志物的超灵敏捕获和识别。同时，柔性电子材料在可穿戴健康监测设备中的应用也得到了详尽阐述，包括导电墨水和高介电常数聚合物的研发。 第四部分：计算材料学与智能材料系统 计算工具正在加速材料的发现过程，而智能材料则赋予系统环境感知和自我调节的能力。 4.1 AI驱动的材料基因组计划： 传统的试错法已无法应对复杂材料空间的探索。本章着重介绍了机器学习（ML）和深度学习（DL）在材料科学中的应用。我们讨论了如何构建高质量的材料数据库（如Materials Project），以及如何利用回归模型和分类算法来预测新型化合物的稳定性、优化合成参数。特别是针对高通量计算筛选，ML模型如何有效降低DFT计算的成本，加速候选材料的筛选周期。 4.2 自我修复与形状记忆系统的集成： 智能材料的设计不再是单一功能的堆砌，而是多功能集成。我们探讨了形状记忆聚合物（SMPs）在实现轻量化可展开结构（如航天器天线）中的应用，以及如何通过引入微胶囊或本征修复机制，使材料具备自我修复的能力，从而大幅延长结构件的使用寿命。书中详细分析了修复效率与修复剂释放机制之间的定量关系。 结语： 本书旨在搭建一个跨越纳米尺度到宏观应用、贯穿基础研究到工程实践的知识桥梁。通过对这些前沿领域的深入剖析，我们希望激发读者对未来材料设计范式的深刻思考，推动下一代技术的快速成熟与落地。本书内容严谨、信息密度高，是所有致力于推动材料科学边界的研究人员的必备参考书。

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