Eco-Materials Processing and Design VIII pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Trans Tech Pubn

作者:Kim, Hyungsun (EDT)/ Hojo, Junichi (EDT)/ Lee, Soo-wohn (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:362

装帧:Pap

isbn号码:9780878494316

丛书系列:

图书标签:

• Eco-materials
• Sustainable design
• Materials processing
• Green manufacturing
• Circular economy
• Biomaterials
• Recycling
• Life cycle assessment
• Environmental impact
• Material science

好的，这是一本关于先进材料科学与工程的书籍简介，内容聚焦于生物基高分子、智能材料的制备与应用，以及可持续制造工艺的最新进展。 --- 书名：《前沿材料科学与可持续制造：从纳米结构到宏观应用》 图书简介 本书深入探讨了当前材料科学与工程领域最活跃的前沿方向，旨在为研究人员、工程师及高年级学生提供一个全面且深入的视角，涵盖了从基础理论到尖端应用的多个维度。本书摒弃了传统材料学的线性叙事模式，转而侧重于跨学科融合的创新驱动力，特别关注如何利用新型结构设计和绿色制造技术，应对全球在能源、环境与功能器件方面的挑战。 第一部分：新型功能性高分子与复合材料的结构-性能关系 本部分聚焦于超越传统石油基聚合物的新一代高分子材料的研发。首先，详细阐述了可生物降解和生物相容性聚合物的设计原则，包括聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯（PHAs）的分子链拓扑控制及其在医药工程和环境修复中的潜力。我们深入分析了通过精确聚合技术（如活性自由基聚合，RARP）实现链长、分散度和末端官能团的精确控制，如何直接影响材料的力学性能、热稳定性和降解速率。 接着，本书重点介绍了智能响应性高分子（Smart Polymers）。这包括对形状记忆聚合物（SMPs）和自修复材料的系统梳理。在形状记忆材料方面，我们探讨了通过调控交联网络密度和玻璃化转变温度（$T_g$）来优化其“固定态-刺激态”转换效率的策略。对于自修复材料，剖析了微胶囊封装修复剂、动力学键合网络（如可逆 Diels-Alder 反应）以及血管化网络系统在实现材料寿命延长和可靠性提升方面的应用。 此外，本部分还涵盖了高性能纳米复合材料的界面工程。重点讨论了如何通过表面化学修饰和原位聚合技术，优化无机填料（如石墨烯、碳纳米管、无定形二氧化硅）与聚合物基体之间的界面粘结。详尽的模型分析展示了这些界面相互作用如何主导复合材料的宏观电学、热学和机械性能的协同增强，而非简单的线性叠加。 第二部分：可持续与环境友好型加工技术 本部分的核心在于推动材料制造过程的绿色化和高效化。我们首先对增材制造（3D打印）中高分子材料的成型机理进行了深入探讨。不同于传统注塑或挤压工艺，增材制造对材料的流变学行为、热历史以及层间粘结强度提出了独特的性能要求。书中详细分析了基于光固化（SLA/DLP）和熔融沉积（FDM）技术中，如何通过优化光引发剂体系和打印参数，精确控制各向异性（Anisotropy）的产生，从而设计出具有特定功能梯度（Functionally Graded Materials, FGM）的部件。 随后，本书转向超临界流体技术在材料加工中的应用。特别是超临界二氧化碳（scCO2）作为无毒、可回收溶剂在聚合物发泡、萃取和表面改性中的作用。通过热力学和传输现象理论的结合，解释了scCO2如何作为“分子剪刀”来调控聚合物的微观结构，从而实现高孔隙率、均匀孔径分布的泡沫材料的制备，这对于轻量化结构和隔热保温应用至关重要。 第三部分：先进功能材料的电化学与光子学应用 本部分聚焦于将先进材料转化为实际功能器件的路径。在能源存储领域，我们详细审查了固态电解质材料的开发。重点比较了无机氧化物骨架（如LLZO）和聚合物凝胶电解质的离子传导机制、界面阻抗问题，以及如何通过纳米结构控制来抑制锂枝晶的生长，以期实现下一代高能量密度锂电池的安全化。 在光电转换与传感方面，本书深入剖析了有机半导体材料在柔性电子学中的应用。讨论了小分子和共轭聚合物的能级调控，以及如何通过控制薄膜的分子堆积结构（$pi-pi$堆叠）来优化电荷载流子的迁移率。书中对钙钛矿太阳能电池的稳定性和长期性能挑战进行了批判性分析，并提出了通过界面钝化层和封装技术来解决湿气敏感性的前沿策略。 此外，本书还包含关于生物电子学界面材料的章节，探讨了导电聚合物和生物分子杂化材料在神经接口和植入式传感设备中的生物相容性、信号采集效率和长期稳定性问题。 总结 《前沿材料科学与可持续制造：从纳米结构到宏观应用》并非一本涵盖所有材料的百科全书，而是聚焦于那些具有颠覆性潜力的新兴领域。它强调了从原子尺度设计到可量产化制备流程的无缝衔接，为读者提供了一套解决复杂工程挑战的、基于深入科学理解的方法论工具箱。本书的叙述风格严谨而富有洞察力，旨在激发读者对下一代可持续高性能材料的创新思维。 ---

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