Contact Angle, Wettability and Adhesion pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Brill Academic Pub

作者:Mittal, K.L 编

出品人:

页数:520

译者:

出版时间:2003-8

价格:$ 262.16

装帧:HRD

isbn号码:9789067643917

丛书系列:

图书标签:

• 材料学
• Contact Angle
• Wettability
• Adhesion
• Surface Science
• Colloid Science
• Interfacial Phenomena
• Surface Chemistry
• Materials Science
• Thin Films
• Coatings

表面科学的拓扑学与多孔介质中的流体动力学 一本探索界面现象、材料结构与宏观性能之间复杂联系的深度著作 本书深入剖析了当代材料科学与物理化学领域中两个至关重要且相互关联的研究方向：表面和界面的拓扑结构特性及其在多孔介质中的复杂流体动力学行为。本书旨在为研究人员、工程师和高级学生提供一个全面、严谨且富含洞察力的视角，超越了传统的静力学描述，聚焦于动态过程、结构敏感性和系统尺度效应。 第一部分：界面拓扑学与形貌的量化分析 本部分着重于理解材料表面的几何和拓扑特征如何决定其功能，尤其是在能量、稳定性以及与环境的相互作用中扮演的角色。 第一章：表面形貌的量化指标与表征方法 本章首先建立了描述表面粗糙度、孔隙率和曲率的数学框架。我们摒弃了单一的平均粗糙度参数，转而探讨了傅里叶变换分析、功率谱密度函数（PSD）在解析不同尺度的表面波动方面的优势。重点讨论了原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）数据的三维重建技术，以及如何利用拓扑学不变量（如贝蒂数）来区分不同类型的界面结构——例如，平滑表面、分形结构与层状界面。讨论了结构敏感性问题，即微观形貌如何通过影响局部应力集中或表面缺陷密度来影响材料的宏观机械性能。 第二章：界面能量的非均匀性与局域化 传统的表面能概念通常假设界面是均匀的。然而，本章深入研究了真实界面（如晶界、晶面缺陷、聚合物链段排列不规则处）能量的非均匀分布。我们探讨了基于密度泛函理论（DFT）计算的局域功函数差异，以及如何利用X射线光电子能谱（XPS）的空间分辨技术来映射高能位点。特别关注了在相变过程中，界面能量的动态演变及其与相界面移动速度之间的耦合关系。引入了Gibbs-Thomson效应在曲率梯度驱动下的扩展形式，用以解释纳米结构中稳定性的异常表现。 第三章：拓扑对润湿行为的间接影响：粘附势能景观 虽然本书不直接讨论经典的Young方程，但本章着重分析了表面拓扑结构如何重塑界面间的粘附势能景观。我们分析了在动态接触过程中，表面的微结构如何导致迟滞现象的增强或减弱。重点讨论了Cassie-Baxter状态与Wenzel状态的能量势垒分析，通过计算接触线移动所需的最小能量阈值，阐明了拓扑结构如何“锁定”或“释放”液体。此外，还深入探讨了如何利用等离子体处理或模板化技术来设计具有特定拓扑陷阱的表面，以实现对液滴接触角和滚动行为的精确调控。 第二部分：多孔介质中的流体动力学与传输现象 本部分将研究重点转向内部结构，即多孔介质，考察流体（液体或气体）在复杂、互联的孔隙网络中传输时的特殊行为，这与宏观通道中的流动存在显著差异。 第四章：孔隙网络模型与流体传输的拓扑依赖性 本章从孔隙网络模型（PNM）的构建出发，详细介绍了如何将复杂的无序多孔介质转化为一系列喉道（通道）和节点（孔隙）的拓扑网络。讨论了如何利用计算机断层扫描（CT）数据或图像处理技术来提取网络的几何参数，如孔隙度、连通性（Percolation Threshold）和孔径分布。重点分析了非达西流动（Non-Darcian Flow）的起因，阐明了在低孔隙度或高曲率喉道中，惯性效应和边界层效应如何打破传统的线性压力梯度关系。 第五章：毛细力主导下的多相流与侵入动力学 在多孔介质中，毛细力往往是主导流动机制的关键。本章系统地研究了在毛细压力梯度驱动下的多相流体（如水在干燥土壤中的侵入，或油气藏中的驱替过程）。我们深入探讨了侵入顺序（Invasion Sequence）的确定性与随机性，以及该顺序如何决定最终的有效渗透率。引入了侵入压力（Threshold Pressure）的概念，并将其与孔隙网络中最小喉道直径的统计分布相关联。此外，讨论了滞后性（Hysteresis）在毛细驱动下的复杂表现，即注入和采出过程中驱动力-流动速率关系的不一致性。 第六章：介孔与纳米孔隙中的流体力学耦合 当孔隙尺寸进入微米或纳米尺度时，流体与固体壁面的相互作用变得极其显著，传统的连续介质假设失效。本章探讨了流体滑移（Slip Flow）和电润湿效应在纳尺度通道中的重要性。分析了表面势对流体电荷分布的影响，以及由此产生的电渗流（Electroosmotic Flow）。对于气体传输，本章引入了克努德森数的讨论，解释了在低压或微通道中，气体分子碰撞壁面的频率如何超越分子间碰撞频率，从而导致粘性系数的有效变化。这对于微流控器件和储能材料的设计至关重要。 第七章：非线性扩散与反应过程的尺度效应 本部分最后将目光投向了传输与化学反应的耦合。在多孔介质中，反应速率往往不再由体积决定，而是受限于有效扩散系数。本章分析了如何利用格子玻尔兹曼方法（LBM）等计算流体力学工具来模拟复杂的反应物在非均匀孔隙结构中的传输路径，从而精确计算有效反应截面。讨论了扩散限制（Diffusion Limitation）如何导致催化剂或吸附剂的非均匀利用，并提出了基于网络拓扑学参数来预测系统整体反应活性的简化模型。 本书的特点在于其跨学科的整合性，它将界面几何的微观表征与多相流体宏观传输现象紧密联系起来，为理解和设计具有特定功能的新型多孔材料和界面系统提供了坚实的理论基础和计算工具。

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《Contact Angle, Wettability and Adhesion》这本书，光看书名就感觉是一本能够带我进入微观世界，探索物质表面奥秘的宝藏。我期待这本书能够从最基础的“接触角”概念讲起，用严谨的物理化学原理和清晰的数学模型来解释液体在固体表面形成的稳定状态。我设想，书中会详细介绍各种接触角测量技术，比如光学显微镜下的测量方法，以及动态接触角测量在评估液体铺展和收缩过程中的重要性。随后，我猜测本书会深入探讨“润湿性”的本质，它不仅仅是液体与固体之间的简单接触，更是表面能、界面能以及表面形貌等多重因素相互作用的结果。我希望书中能够通过丰富的实例，比如水滴在不同材料表面的行为，来生动地阐释润湿性的概念，并可能介绍如何通过表面处理技术来调控材料的亲疏水性，从而实现诸如自清洁、抗污、防雾等功能。当谈到“粘附性”时，我期待书中能够深入剖析导致物体相互粘连的根本原因，无论是分子间的范德华力、静电作用，还是化学键的形成。我好奇书中是否会区分不同类型的粘附力，例如表面粘附和界面粘附，以及如何通过测量方法来量化粘附强度。我更希望书中能够探讨粘附在实际工程中的应用，比如胶粘剂的设计、涂层的附着力测试，甚至是在生物医学领域，如细胞与基底的相互作用。总而言之，这本书在我看来，将是一部集理论性、实验性和应用性于一体的著作，能够为我打开一扇深入理解材料表面性质的窗户。

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《Contact Angle, Wettability and Adhesion》这本书，在我看来，是一部能够引领我进入材料科学前沿的指南。我期待书中能够从“接触角”这一最基本的衡量单位出发，深入阐述液体在固体表面行为的物理化学原理。我设想书中会详细讲解Young方程的推导及其在理解表面张力、界面张力与接触角之间关系中的重要性。随后，我猜测本书会扩展到“润湿性”这一更广泛的范畴，不仅仅是表面能对润湿性的影响，还包括表面形貌（粗糙度）如何通过改变实际接触面积来显著影响润湿行为，并会介绍各种表面处理技术（如等离子体处理、化学改性）如何改变材料的表面性质。当谈到“粘附性”，我期待书中能够深入剖析不同类型的粘附力，从弱的范德华力到强的化学键合，并会介绍各种量化粘附强度的实验方法，例如剪切测试、剥离测试以及原子力显微镜测量。我好奇书中是否会探讨粘附在材料失效中的作用，以及如何通过优化界面设计来提高材料的整体性能。我特别想了解书中是否会提及仿生学中的粘附机制，例如壁虎足的微纳结构是如何实现强大而可逆的粘附的。总而言之，这本书在我眼中，是一部能够帮助我构建一个全面而深入的关于材料表面相互作用的知识框架的著作，它将为我提供一种全新的视角来理解和解决实际工程问题。

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我最近拿到一本名为《Contact Angle, Wettability and Adhesion》的书，光是这个书名就足够让人联想到一系列复杂而迷人的物理化学现象。我不是这个领域的专家，但一直对材料表面性质如何影响我们日常接触的世界感到好奇，比如水滴如何在不同表面上铺展或滚落，或者油漆如何牢固地附着在墙壁上。这本书的标题立刻抓住了我，让我对探索这些微观世界的相互作用产生了极大的兴趣。我设想这本书会深入浅出地讲解接触角、润湿性和粘附性这三个核心概念，并可能通过大量生动的图示和案例来阐释它们在众多科学和工程领域中的应用。例如，我期待它会解释为什么有些材料表面疏水（像荷叶那样），而有些则亲水。润湿性不仅仅是表面张力的游戏，还涉及到界面能、表面粗糙度等诸多因素，这些我希望能在书中得到清晰的梳理。粘附性，作为表面相互作用的最终体现，更是涉及到分子间力、机械锁合等原理，我相信这本书会将这些理论与实际应用相结合，让我理解为什么有些东西粘得很牢，而有些则很容易剥离。我尤其好奇它会如何描绘不同测量技术背后的科学原理，比如光学显微镜、原子力显微镜在研究这些表面现象时扮演的角色。对于非专业读者来说，理解这些高深的科学概念可能是一个挑战，所以我期望这本书能够提供一个循序渐进的学习路径，从基本原理出发，逐步深入到更复杂的主题，并用通俗易懂的语言解释复杂的方程和理论。总而言之，这本书给我一种承诺，它将打开一扇了解我们周围世界物质行为的新窗口，让我能用一种全新的视角去观察和理解那些司空见惯却又充满科学智慧的现象。

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拿到《Contact Angle, Wettability and Adhesion》这本厚重书籍，我脑海中立刻浮现出无数关于“湿”与“不湿”、“粘”与“不粘”的奇妙场景。我猜想，这本书将像一位细心的向导，带领我一步步揭开物质表面这些看似寻常却蕴含着深刻科学原理的面纱。我期待它从“接触角”这一最直观的度量开始，深入浅出地解释液体滴在固体表面形成的几何形状是如何反映两者之间相互作用的强度的。随后，我设想书中会扩展到“润湿性”这一更广泛的概念，不仅仅是如何铺展，更是液体在多孔材料、纤维织物甚至生物组织中的浸润行为。我很好奇，书中是否会详细讲解表面粗糙度和表面化学如何共同调控润湿性，以及如何利用这些原理设计出具有特定功能的表面，例如超疏水的荷叶效应，或是超亲水的生物传感器。而“粘附性”，作为表面相互作用的最终结果，无疑是本书的重头戏。我期待它能详尽地剖析粘附力的来源，无论是微观的分子间作用力，还是宏观的机械嵌合。书中可能还会介绍各种粘附力测试方法，从简单的拉拔实验到复杂的界面断裂力学分析。我尤其想知道，这本书是否会探讨粘附与脱附的可逆性，以及如何在实际应用中实现可控的粘附，例如在可重复使用的胶带、或者易于清洁的表面涂层等领域。总而言之，这本书给我一种感觉，它将不仅仅是一本教科书，更像是一本关于物质世界表面魔法的百科全书，让我能够用科学的眼光去理解那些曾经让我感到神奇的自然现象。

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拿到《Contact Angle, Wettability and Adhesion》这本书，我最期待的是它能如何具体地将看似抽象的科学概念与我熟悉的实际应用联系起来。例如，在医疗领域，生物材料与人体组织的相互作用是生死攸关的。我很好奇书中是否会探讨生物相容性材料的表面设计，如何通过控制接触角和润湿性来影响细胞的附着、生长，甚至免疫反应。这可能涉及到植入物、药物递送系统，甚至隐形眼镜的制造。另一方面，在工业生产中，涂层和胶粘剂的应用无处不在。这本书能否揭示为什么某些涂料能抵御腐蚀，或者为何特定的粘合剂能承受巨大的拉力？我猜想书中会详细阐述表面能的测量方法，以及表面处理技术（如等离子体处理、化学改性）如何改变材料的润湿性和粘附性，从而实现特定的性能目标。比如，在印刷行业，油墨能否均匀地铺展在纸张或薄膜上，很大程度上取决于表面的润湿性。这本书是否会提供一些指导性的原则，帮助理解和优化这些印刷过程？我脑海中还浮现出电子产品领域，例如半导体制造中的光刻胶，其精密的图案转移过程离不开对表面特性的精确控制。再比如，纺织品的功能性处理，如防水、防污、抗菌等，也都与表面润湿性和粘附性息息相关。我希望这本书能提供丰富的案例研究，展示科学家和工程师们如何利用这些基本原理来解决现实世界中的挑战，并可能启发我思考新的应用可能性。

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《Contact Angle, Wettability and Adhesion》这本书，在我看来，不仅仅是一本关于物理化学的专业书籍，更像是一把钥匙，能够解锁我对物质世界表面行为的深度好奇。我期待书中能够从最基本、最直观的“接触角”开始，详细解释它如何量化液体在固体表面上铺展或聚集的程度，以及是什么微观力量在背后驱动着这一切。我设想书中会深入探讨“润湿性”，它不仅仅是一个简单的“湿”或“不湿”的描述，而是涉及到表面能、界面能、液体与固体之间的亲和力等一系列复杂的物理化学概念。我希望书中能用生动的图例和案例，来阐释不同表面粗糙度和化学成分如何影响润湿性，比如为何有些表面能让水滴像露珠一样滚落，而有些则能牢牢抓住水滴。而“粘附性”，无疑是这本书的核心之一。我期待它能够详细解析粘附力的来源，无论是分子间的吸引力，还是化学键的形成，亦或是机械的相互作用。我好奇书中是否会区分可逆粘附和不可逆粘附，以及如何通过设计来增强或减弱粘附力，比如在胶粘剂、涂料、甚至生物医学材料的应用中。我非常希望能看到书中对于粘附失效的讨论，以及如何通过科学的手段来预测和避免这种失效。总之，这本书在我心中，是一部能够系统性地阐述材料表面相互作用的百科全书，它将为我提供一种全新的视角来观察和理解我们周围的物质世界。

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《Contact Angle, Wettability and Adhesion》这本书，对我来说，是一次深入探索材料表面科学的绝佳机会。我猜想，这本书会以“接触角”这一核心概念为起点，详细阐述其物理意义，以及如何通过测量获得这一关键参数。我期望书中能够深入讲解“润湿性”，不仅仅是如何用接触角来描述，更重要的是理解表面能、界面能以及三相界面的行为是如何共同决定润湿性的。我尤其期待书中会涉及表面粗糙度对润湿性的影响，比如Wenzel和Cassie-Baxter模型，以及如何通过设计微纳结构来实现超疏水或超亲水表面，就像仿生学中的荷叶效应。当阅读到“粘附性”的部分，我希望书中能够详尽地解析粘附力的本质，无论是范德华力、静电作用、还是化学键合，并会介绍各种测量粘附力的方法，从宏观的剥离测试到微观的原子力显微镜测量。我好奇书中是否会探讨粘附与界面破坏之间的关系，以及如何通过材料设计和表面处理来提高材料的粘附强度，例如在涂层、胶粘剂、复合材料等领域。我更希望书中能够涉及粘附在生物医学中的应用，比如如何设计具有良好生物相容性的植入物，或者如何促进细胞在材料表面的粘附和生长。总而言之，这本书在我眼中，将是一部内容丰富、理论扎实、并与实际应用紧密结合的著作，它能够为我提供一个全面而深入的关于材料表面相互作用的知识体系。

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《Contact Angle, Wettability and Adhesion》这本书的书名本身就自带一种科学的严谨感和技术性的深度，让我感觉它是一本能够引领读者深入探索物质界面行为的权威指南。我推测，这本书的开篇一定会对“接触角”这一核心概念进行细致入微的阐述，解释它为何是衡量固体表面液体润湿程度的关键参数，以及不同测量技术（如静态接触角、动态接触角）的原理和优缺点。随后，我想象书中会自然过渡到“润湿性”的更广阔范畴，不仅仅是液体在固体表面的铺展，还包括了液体在固-液-气三相界面上的复杂行为。这可能涉及到表面张力、界面能、Young方程的推导和应用，以及各种表面粗糙度模型（如Wenzel模型、Cassie-Baxter模型）对润湿性的影响。我尤其期待书中能够详细解释，为何看似简单的表面粗糙度，却能产生如此戏剧性的润湿性变化，从超亲水到超疏水，甚至产生“荷叶效应”。接下来，“粘附性”的讨论想必会更加聚焦于液体与固体表面之间的吸引力，这其中涉及到范德华力、静电力、化学键合等微观作用力，以及如何通过测量剥离力、剪切力来量化粘附强度。我好奇书中是否会区分可逆粘附和不可逆粘附，以及界面形变和裂纹扩展在粘附失效中的作用。最后，我猜想这本书会用大量的篇幅来展示这些基本概念如何在实际应用中发挥作用，例如在自清洁表面、防雾涂层、生物工程材料、油水分离、高性能胶粘剂、甚至昆虫爬行等领域。我期望这本书能够提供一套系统性的知识框架，帮助我理解这些复杂的表面现象背后的科学原理，并能够运用这些知识去分析和解决实际问题。

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阅读《Contact Angle, Wettability and Adhesion》这本书，我最渴望的是它能给我带来一种“洞见”，让我能够不再仅仅是“看到”物体表面的湿润或粘连现象，而是能够“理解”其内在的科学驱动力。我预想书中会从最基础的分子动力学出发，解释液体分子与固体原子之间是如何产生相互作用的，并由此引申出表面张力的概念，它是液体形成自由表面的倾向，也是影响润湿性的重要因素。然后，我期待书中能够深入讲解“接触角”是如何被精确测量的，以及不同测量方法的局限性，比如静态测量是否能真正反映动态过程，以及在测量过程中是否存在误差来源。随后，我设想本书会详细阐述“润湿性”与表面自由能之间的紧密联系，解释为何低表面能材料倾向于被高表面张力液体润湿，而高表面能材料则倾向于被低表面张力液体润湿，并会引用大量的实验数据和理论模型来支撑这些观点。对于“粘附性”，我期待书中能详细探讨其多方面的表现形式，例如，是单纯的分子吸引力占主导，还是存在机械因素的参与，或者甚至是化学反应的形成。我希望书中能够清晰地区分表面粘附和体相粘附，以及如何通过改变材料的化学成分、表面形貌、甚至引入中间层来调控粘附性能。我尤其对书中可能涉及到的“粘附失效”机理感到好奇，比如界面开裂、材料疲劳等，以及如何通过设计来避免这些失效。总而言之，我希望这本书能够提供一套完整的科学工具箱，让我能够用物理化学的语言来描述和预测材料表面的行为，并能将其应用于工程设计和创新。

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《Contact Angle, Wettability and Adhesion》这本书的书名所涵盖的三个核心概念——接触角、润湿性、粘附性——无疑是理解材料表面行为的关键。我猜想，这本书的深度将远远超出我日常接触到的表面现象的直观感受。我会期待它从最基本的物理化学原理入手，例如，详细解释液滴在固体表面形成时的平衡状态，以及Young方程的推导过程，并阐明接触角是如何受到表面张力、界面张力以及固体表面能等多种因素共同影响的。我希望书中能够深入探讨“润湿性”的理论模型，比如Wenzel和Cassie-Baxter模型，解释表面形貌（粗糙度）和表面化学对润湿性的复杂影响，以及如何通过设计微纳结构来实现超疏水或超亲水表面。当涉及到“粘附性”时，我期待书中能够详细解析不同类型的粘附力，如分子间作用力（范德华力、氢键）、静电吸引以及化学键合，并会阐述表面处理技术（如等离子体处理、化学官能团化）如何改变材料表面的化学性质，从而增强或减弱粘附力。我更希望书中能提供一些关于粘附性能测量的先进技术，例如使用原子力显微镜（AFM）进行纳米尺度的粘附力测量，以及相关的实验方法和数据分析。书中可能还会探讨粘附在材料失效中的作用，例如界面开裂、疲劳等，并提出相应的解决方案。总而言之，我预感这本书将是一部涵盖了理论、实验技术和应用案例的综合性著作，能够帮助读者构建一个关于材料界面行为的全面而深入的理解。

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