New Research on Biomaterials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Nova Science Pub Inc

作者:Boomington, Denzel R. (EDT)

出品人:

页数:340

译者:

出版时间:

价格:129

装帧:HRD

isbn号码:9781600213601

丛书系列:

图书标签:

• Biomaterials
• Tissue Engineering
• Materials Science
• Biomedical Engineering
• Polymer Science
• Nanomaterials
• Drug Delivery
• Regenerative Medicine
• Surface Modification
• Biointerfaces

现代材料科学的疆界：从纳米结构到智能器件 本书聚焦于当前材料科学领域最具革命性和前沿性的研究方向，深入探讨了新型功能材料的设计、合成、表征及其在能源、环境和生物医学等关键领域的突破性应用。 本书旨在为材料科学家、化学家、工程师以及高年级本科生和研究生提供一个全面、深入且极具启发性的知识框架，以理解并推动下一代材料技术的革新。 本书的结构设计紧密围绕“功能化”和“结构控制”两大核心理念展开，系统性地介绍了跨越传统学科界限的交叉研究成果。 --- 第一部分：前沿合成技术与结构控制 本部分侧重于如何精确地调控材料的微观和纳米结构，以赋予其特定的宏观功能。 第一章：原子级精准合成策略 本章详细阐述了近年来在实现材料合成的原子级精度方面取得的进展。重点讨论了化学气相沉积（CVD）的低温化与原子层沉积（ALD）的复杂衬底兼容性。特别分析了如何通过精确控制前驱体化学、反应温度和气体动力学，实现对二维材料（如过渡金属硫化物、石墨烯的衍生品）的单层或特定堆叠顺序的构建。此外，章节深入探讨了自下而上（Bottom-up）的分子自组装技术在形成有序纳米结构阵列中的应用，包括表面引导的分子图案化和超分子聚合物的定向生长。 第二章：高熵合金与多尺度结构设计 超越传统合金学的组元限制，本章聚焦于高熵合金（HEA）的设计原理及其独特的结构稳定性。详细分析了HEA中“高迟滞”和“局域无序”对机械性能（如超高强度、抗辐照损伤）的影响机制。同时，本章扩展到多尺度结构控制，讨论了如何利用定向凝固、梯度材料设计以及3D打印（增材制造）技术，在宏观尺度上集成不同晶体结构或化学组成的区域，从而实现梯度功能化。 第三章：拓扑材料与非传统电子态 本章深入探讨了凝聚态物理与材料科学的交叉领域——拓扑材料。详细解析了拓扑绝缘体、拓扑半金属（如狄拉克和外尔半金属）的理论基础，包括其独特的边缘态和费米弧。重点讨论了利用压力、应变或外部电场来调控拓扑相变的实验手段，以及如何利用这些材料实现低功耗电子器件和高效的自旋电子学应用。 --- 第二部分：能源转换与储存的材料革命 本部分关注于可持续能源技术中对新型高性能材料的需求，并探讨了解决当前瓶颈问题的创新方案。 第四章：固态电解质与下一代电池架构 针对锂离子电池的安全性和能量密度瓶颈，本章将焦点投向全固态电池（ASSB）。详细比较了氧化物基、硫化物基和聚合物基固态电解质的离子导电率、界面阻抗和热力学稳定性。重点分析了固-固界面处空间电荷层和机械接触不良对界面电荷传输的影响，并介绍了通过界面工程（如涂覆超薄缓冲层）来优化离子传输的最新策略。 第五章：高效光催化与人工光合作用 本章系统回顾了用于水分解制氢（HER/OER）和二氧化碳还原（CO2RR）的新型光催化剂。除了传统的半导体材料（如掺杂TiO2），本章重点介绍了金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）作为光敏剂和催化活性中心的集成设计。详细探讨了如何通过控制孔道结构和活性位点电子环境，实现可见光吸收效率的提升和载流子分离效率的优化。 第六章：热电材料的性能重构 本章探讨了如何通过材料结构工程来解耦热电优值因子（ZT）的三个相互依赖的参数（电导率、塞贝克系数和热导率）。重点介绍了“晶格软化”效应在低维和复杂晶体结构（如Zintl相和填充格勒特结构）中的应用，如何有效散射声子以降低晶格热导率，同时保持较高的电子输运性能。 --- 第三部分：环境响应与生物医学集成材料 本部分关注材料如何与复杂环境（水、空气、生物体）进行高效、可控的相互作用。 第七章：智能响应性聚合物与形状记忆合金 本章聚焦于能够对外部刺激（温度、pH值、光照、磁场）产生可逆或特定响应的智能材料。详细分析了形状记忆聚合物（SMPs）的交联网络设计原理及其热力学驱动机制。在生物医学应用方面，深入讨论了用于药物递送和组织工程的可生物降解和生物相容性聚合物的动态化学修饰技术。 第八章：先进分离膜技术与污染物去除 本章针对水资源净化和气体分离提出了基于高通量材料筛选的新思路。重点分析了正渗透（FO）膜和膜接触器在处理高盐度废水和挥发性有机物（VOCs）吸附与分离中的优势。特别强调了功能化碳纳米管膜和多孔聚合膜中，孔径分布的精确控制如何决定渗透选择性与通量之间的平衡。 第九章：生物界面材料与组织工程支架 本章探讨了如何设计与活体环境无缝集成的材料。讨论了生物活性玻璃的溶解动力学及其在骨再生中的作用。此外，本章详细介绍了水凝胶作为三维细胞培养支架的优势，以及如何通过光聚合或点击化学方法，在微环境中精确调控水凝胶的机械刚度和生物分子负载，以模拟天然细胞外基质（ECM）的复杂性。 --- 总结： 本书超越了对单一材料体系的介绍，而是构建了一个跨学科的思维框架，强调了结构-性能-应用的闭环设计理念。通过对合成方法学的前沿探索、对关键能源问题的材料响应，以及对生命科学交叉领域的深入挖掘，本书为读者提供了理解和参与未来材料科学革命所需的深度知识和广阔视野。

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