Proceedings of Optical Diagnostics of Living Cell II pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Society of Photo Optical

作者:Farkas, Daniel L. (EDT)/ Leif, Robert C. (EDT)/ Tromberg, Bruce J. (EDT)/ Katzir, Abraham (EDT)

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:

价格:1390.55元

装帧:Pap

isbn号码:9780819430748

丛书系列:

图书标签:

• 光学诊断
• 活细胞
• 生物医学光学
• 细胞生物学
• 生物物理学
• 光学显微镜
• 生物成像
• 荧光成像
• 光谱学
• 生命科学

好的，这是一份关于一本不包含《Proceedings of Optical Diagnostics of Living Cell II》内容的图书简介，侧重于其他领域的深入探讨，字数约为1500字： --- 《先进材料的纳米尺度结构与性能调控：基础理论、制备工艺与前沿应用》 导言：跨越尺度的材料科学革命 本书旨在全面、深入地探讨当代材料科学领域一个至关重要的前沿方向——纳米尺度结构对宏观材料性能的决定性影响，以及如何通过精密的结构设计与调控，实现对材料性能的优化与定制。我们聚焦于从原子排列到晶界行为的微观尺度变化，阐释这些变化如何宏观地映射到力学强度、电学特性、光学响应和催化效率等关键性能上。 不同于生命科学中的光学成像技术，本书将视线投向了无机、有机及复合材料体系的内部世界，采用凝聚态物理、计算材料学和先进表征技术的交叉视角，构建一个从理论预测到实验验证的完整知识体系。本书内容严格围绕功能性固体材料的结构-性能关系展开，旨在为材料科学家、工程师及研究生提供一套系统、前沿且具备高度实践指导意义的参考。 第一部分：纳米结构基础理论与计算模型 本部分奠定了理解纳米尺度材料行为的理论基石，重点关注如何利用计算工具预测和描述原子层级的相互作用。 第一章：周期性与非周期性纳米结构的能带理论修正 传统能带理论在描述宏观晶体时表现出色，但在涉及量子尺寸效应（Quantum Size Effect）的纳米结构（如量子点、纳米线）时，必须进行修正。本章深入探讨了量子限制效应（Quantum Confinement）如何提升半导体纳米材料的光学带隙，并详细介绍了基于密度泛函理论（DFT）的计算方法，用于精确模拟不同尺寸和形状的纳米颗粒的电子结构。我们将对比平面波基组与局域轨道基组在计算纳米团簇时的优缺点，并展示如何通过引入外场耦合项（如电场或应力场）来模拟其对电子态的动态影响。 第二章：界面、晶界与缺陷工程的能量学分析 材料性能的瓶颈往往存在于结构不连续的区域。本章将焦点从完美的晶格结构转移到真实的材料缺陷上。我们详细解析了高角度晶界（High-Angle Grain Boundaries）在金属与陶瓷中的能量学特征，特别是其对塑性变形和脆性断裂的触发机制。内容包括： 1. 原子尺度的晶界结构重构模型：利用分子动力学（MD）模拟研究晶界在高温蠕变过程中的迁移和吸收位错的行为。 2. 表面能与界面能的计算：阐述如何通过计算化学方法确定不同晶面指数的表面自由能，这对理解薄膜生长模式（如Frank-van der Merwe、Volmer-Weber）至关重要。 3. 缺陷的弥散与聚集动力学：针对扩散过程，建立基于阿伦尼乌斯方程的修正模型，用以描述空位、间隙原子在温度梯度下的迁移路径。 第三章：时空尺度下的多尺度建模框架 本章致力于整合不同尺度的信息。我们介绍了一种先进的多尺度建模框架，连接了从量子力学到连续介质力学的桥梁： 从QM到MM的映射：如何利用量子计算的结果（如力场参数）去初始化和校准更宏观的分子动力学（MM）模拟。 粗粒化（Coarse-Graining）技术：针对聚合物和软物质体系，介绍如何通过去除原子细节来加速模拟，同时保留关键的拓扑结构和动力学信息。 晶体塑性有限元法（CP-FEM）：将微观的晶体滑移系统信息输入到宏观的有限元分析中，以准确预测多晶材料在复杂载荷下的应力分布和织构演化。 第二部分：先进纳米材料的制备与结构表征 本部分关注如何精确地合成具有特定形貌和相态的纳米材料，并利用尖端技术验证其结构。 第四章：可控形貌的纳米晶体制备工艺 本书详细阐述了当前主流的自下而上（Bottom-Up）和自上而下（Top-Down）的纳米材料制备技术，强调工艺参数对最终形貌的精确控制： 1. 化学气相沉积（CVD）与原子层沉积（ALD）：重点对比两种技术在沉积厚度、均匀性及界面质量上的差异，并讨论如何通过调节前驱体流速和反应温度实现晶面选择性生长（例如，生长具有特定表面指数的高质量单层材料）。 2. 溶剂热/水热合成：深入分析pH值、反应物浓度和搅拌速率如何影响纳米颗粒的成核与生长动力学，从而控制其长径比和表面官能团。 3. 模板辅助合成：介绍利用多孔氧化铝（AAO）或离子液体作为模板，诱导纳米线、纳米管或分级多孔结构的可行性与优势。 第五章：高分辨结构表征技术的局限与拓展 要理解纳米结构，必须拥有足够分辨力的表征工具。本章不侧重于基础操作，而是深入探讨高阶表征技术的信息获取极限和数据解析挑战： 球差校正透射电子显微镜（STEM/HRTEM）：阐述如何通过高角度环形暗场成像（HAADF）识别轻元素，并通过环形明场像（ADF）揭示晶格畸变。重点介绍同步辐射光源驱动下的X射线吸收谱（XAS）在确定局部化学环境和价态方面的应用。 同步辐射X射线散射（SAXS/WAXS）：讲解如何利用小角X射线散射来量化纳米体系的尺寸分布和堆积无序度，并介绍如何从复杂的散射图谱中反演结构信息。 原子力显微镜（AFM）的高级模式：讨论开级（KPFM）用于测量材料表面功函数分布，以及力谱分析在确定分子间作用力阈值方面的应用。 第三部分：纳米结构对特定功能的调控实例 本部分将前两部分的理论与实验技术应用于具体的材料功能领域，展示结构调控带来的性能飞跃。 第六章：光电转换效率的结构依赖性 聚焦于光伏和光催化材料，阐述纳米结构如何优化载流子的产生、分离和传输： 量子点敏化太阳能电池（QDSC）：分析量子点尺寸对吸收光谱的蓝移效应，以及表面钝化层（如配体交换）对界面电荷转移电阻的影响。 表面等离子体共振（SPR）的调控：以金、银纳米结构为例，探讨粒子尺寸、形状（球形、棒形、星形）以及局部介质折射率如何调谐SPR峰位，以实现高效的光热效应或传感。 第七章：机械性能的尺寸效应与强化机制 本章探讨纳米结构如何打破传统材料的强度极限，重点在于Hall-Petch效应的失效与反转： 超细晶/纳米晶材料的塑性机制：分析在晶粒尺寸小于20nm时，晶界扩散、晶界滑移和孪晶作用如何取代位错滑移成为主要的塑性变形模式。 复合材料的界面增强：研究纤维、片状纳米填料（如石墨烯、碳纳米管）在基体中的分散均匀性，以及界面粘接强度（通过拉伸试验和断口分析）对复合材料整体韧性和模量的影响。 结论：面向未来材料设计的集成化方法论 本书最后总结了当前材料科学面临的挑战，特别是如何将人工智能与机器学习（AI/ML）引入材料设计流程，实现从“试错法”到“预测性设计”的转变。未来的发展方向将是高通量实验与原位表征的结合，以实时捕获动态过程中的结构演变。 --- 本书目标读者群：凝聚态物理、材料化学、材料工程、应用物理等专业的本科高年级学生、研究生、科研人员及工业研发工程师。 关键词：纳米结构、晶界、DFT计算、量子限制、CVD/ALD、STEM表征、多尺度模拟、光电材料、机械性能。

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