生物医学光子学新技术及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:张镇西

出品人:

页数:279

译者:

出版时间:2008-5

价格:48.00元

装帧:

isbn号码:9787030214300

丛书系列:

图书标签:

• 生物医学光子学
• 光子学
• 生物医学工程
• 医学影像
• 光学技术
• 生物传感器
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• 纳米光子学
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• 精准医疗

跨越边界：材料科学、新能源技术与先进制造的深度融合 图书简介 第一部分：新一代能源材料的突破与应用 本书深入探讨了能源存储与转换领域的前沿进展，重点聚焦于高性能电池材料、光电催化系统以及热电转换技术的最新突破。 第一章：固态电解质与下一代锂电池技术 本章详细剖析了固态电池相较于传统液态锂离子电池的本质优势与当前面临的技术瓶颈。我们首先回顾了锂离子电池的发展历程及其在能量密度、循环寿命和安全性方面的局限性。随后，章节重点转向固态电解质的研究现状，区分了聚合物、硫化物和氧化物三大类材料体系。 在硫化物固态电解质方面，本书介绍了Argyrodite（银矿石型）和LGPS（Li$_{6}$PS$_{5}$Cl）结构的晶体结构调控及其对离子电导率的影响。特别关注了界面阻抗的降低策略，包括表面涂层技术和原位固化技术在抑制界面副反应中的应用。对于氧化物体系，如LLZO（Li$_{7}$La$_{3}$Zr$_{2}$O$_{12}$）的稀土元素掺杂对稳定性的影响进行了深入分析，并讨论了如何解决与锂金属负极接触不良的问题。 聚合物电解质部分，本书关注了高分子基体与锂盐的复合体系，特别是基于聚醚胺（PEO）的枝化结构设计，旨在提高室温下的离子迁移率。此外，还讨论了基于“无溶剂”或“离子液体”掺杂体系以提高电化学窗口的尝试。 本章的最后部分，系统梳理了固态电池的制造工艺，包括干法/湿法电极制备、叠层工艺和全固态电池的组装流程，强调了高压密实对界面接触的决定性作用。 第二章：高效光电催化制氢与二氧化碳还原 本章聚焦于利用太阳能驱动化学反应，实现清洁燃料生产和碳资源化利用的技术。核心内容围绕新型半导体光催化剂的设计与优化展开。 我们首先概述了光催化剂的机理，包括光生载流子的分离、传输和表面反应动力学。在光催化析氢（PEC Water Splitting）方面，本书详细考察了基于III-V族和II-VI族半导体材料（如GaAs、CdS）的效率瓶颈及其稳定化策略，例如表面钝化层和保护涂层。重点介绍了钙钛矿材料在光电解水中的潜力与挑战，特别是其对水溶液环境的敏感性。 在二氧化碳还原（CO2RR）领域，本书对比了电化学还原和光电化学还原的优劣。我们深入分析了等离子体增强的光催化还原技术，如何利用局域表面等离激元共振（LSPR）效应提高可见光吸收效率。对于催化剂的选择，本书详细比较了贵金属（Pt, Au）纳米结构、单原子催化剂（SACs）以及负载型过渡金属氧化物（如NiOx, CoOx）在选择性生成CO、甲酸盐或甲烷方面的催化性能。章节还讨论了反应环境（如pH值、CO2浓度）对产物分布的调控方法。 第二章：热电材料的性能调控与器件集成 本章探讨了如何将温差转化为电能（塞贝克效应）或反之（珀尔帖效应）的热电材料体系。本书侧重于如何通过材料结构工程来优化热电优值（ZT）。 ZT值的提升依赖于高电导率（$sigma$）、高塞贝克系数（S）和低热导率（$kappa$）。在电子输运调控方面，本书阐述了通过掺杂、量子点嵌入或能带工程（Band Engineering）来实现“摇摆效应”（phonon-glass electron-crystal）的策略。例如，在SiGe或Mg$_2$Si等经典半导体中，引入纳米晶界或空位缺陷对声子散射网络的构建作用。 在热导率的降低上，本书详细分析了晶格热导率的减小机制，包括引入点缺陷、位错线、晶界散射以及超晶格结构对长程声子平均自由程的截断效应。对于复杂的材料体系，如硫族化合物（如Bi$_2$Te$_3$及其合金），本书探讨了成分偏析和纳米孪晶结构对ZT值的协同提升效应。 最后，本章涵盖了热电器件的制造与集成，包括p型/n型材料的连接技术、热电模块的封装设计，以及在废热回收和主动冷却应用中的实际案例分析。 --- 第二部分：先进制造与结构工程 本部分关注于如何利用先进的制造技术，实现对材料微纳结构的精确控制，并将其应用于增强结构性能和开发功能性组件。 第三章：增材制造（AM）中的材料行为与工艺优化 本章专注于金属和陶瓷材料在增材制造过程中的特有行为和质量控制。 本书首先对主流的金属增材制造技术，如选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）的物理过程进行了建模分析。重点讨论了熔池动力学在快速凝固过程中对材料微观结构的影响，包括枝晶生长、界面反应和孔隙的形成机制。 在材料性能方面，本书详细分析了增材制造金属部件（如高熵合金、镍基超合金）中常见的缺陷类型，如未熔合孔隙、热裂纹和残余应力。章节提供了多种无损检测（NDT）技术在AM零件质量评估中的应用，如高分辨CT扫描和超声波检测。 对于陶瓷增材制造，本书侧重于浆料设计、成型精度控制（如光固化粘结剂喷射成型 CJP）以及后续的高温烧结过程。讨论了如何通过优化烧结曲线来消除内部应力，并实现高密度、高韧性的陶瓷部件。 第四章：智能复合材料与结构健康监测（SHM） 本章探讨了将传感功能集成到结构材料内部，实现实时状态反馈的新型复合材料。 本书从界面工程的角度出发，分析了增强纤维（碳纳米管、石墨烯片层）与基体（聚合物、环氧树脂）之间的有效载荷传递机制。重点讨论了如何通过表面功能化来调控界面粘结强度，从而提升复合材料的力学性能和疲劳寿命。 在智能传感方面，本书详细介绍了基于导电填料（如银纳米线、功能化碳纤维）的压阻式传感器的设计原理，并探讨了如何利用这些传感器阵列来实时监测复合材料内部的应变分布、裂纹萌生和扩展。章节还涵盖了形状记忆合金（SMA）和压电材料在自修复和主动形变控制系统中的应用。 第五章：纳米尺度表界面工程 本章聚焦于物质在纳米尺度上的行为，特别是如何通过控制材料的表面和界面性质来赋予其特定功能。 本书首先回顾了原子层沉积（ALD）技术在精确控制薄膜厚度和组成方面的优势。详细介绍了ALD在制备多层异质结和功能性氧化物涂层中的应用，强调了其在实现原子级厚度精确控制方面的价值。 在界面研究方面，本书讨论了接触角、表面自由能与润湿性之间的关系，以及如何通过表面图案化（如纳米压印、光刻）来控制液体的流动行为（如微流控应用）。此外，章节还涉及了等离子体处理和化学气相沉积（CVD）在改性材料表面化学活性和生物相容性方面的最新进展。 总结 本书结构清晰，内容涵盖了从基础物理化学原理到尖端工程应用的多个层面。它旨在为研究人员、工程师及高年级学生提供一个跨越能源、材料和制造领域的综合性参考框架，特别强调了多学科交叉融合在解决当代工程挑战中的核心作用。全书侧重于实验结果的深度剖析和理论模型的实际验证，避免了对单一技术路径的过度简化，力求展现当代材料与制造科学的复杂性和广阔前景。

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我最近读完的这本《先进光学诊断技术与临床转化》给我的感受是，它简直就是一本面向临床应用工程师的“实战手册”。这本书的落脚点非常务实，聚焦于如何将实验室里的光学原理转化为真正能服务于病患的诊断工具。书中详细介绍了如光学相干断层扫描（OCT）在早期癌症筛查中的应用细节，包括如何优化信噪比、如何处理复杂的散射介质中的信号衰减等工程难题。更让我印象深刻的是，作者并没有停留在理论层面，而是给出了大量的临床案例分析，展示了在实际病理样本中，不同成像模式（如偏振光成像、荧光寿命成像等）如何提供互补性的诊断信息。我对其中关于无创血糖监测的光学方法部分特别感兴趣，书中对近红外光谱在皮肤穿透深度上的局限性、如何通过多变量回归模型进行准确量化，都有非常详尽的论述，让人感受到作者在解决实际工程障碍方面的深厚功力。这本书的语言风格直白有力，技术路线清晰可见，非常适合那些希望快速掌握光学技术在医疗器械开发中落地应用的技术人员阅读。

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这本书《远程传感与环境监测中的光纤技术应用》给我带来的震撼在于其宏大的尺度和跨学科的视野。它将光学技术从传统的生物医学小环境，扩展到了广阔的自然环境监测领域。书中对基于光纤布拉格光栅（FBG）的应变、温度、乃至生化物质传感的原理进行了全面的介绍，尤其是在介绍如何将这些光纤传感器集成到复杂的、恶劣的野外环境中时，其抗干扰、高稳定性的设计思路令人耳目一新。我特别关注了书中关于水中污染物光散射特性的分析章节，作者结合大气光学和水体光学模型，详细解释了如何利用特定波长的激光束探测水体中的悬浮颗粒物和溶解有机物。这种将传统激光雷达原理与光纤传感网络相结合的思路，极大地拓宽了我对“光信号采集”的理解。这本书的结构清晰，从器件到系统集成，再到数据处理，层层递进，对于从事环境工程、地质勘测的专业人士来说，无疑是一本极具参考价值的工具书，展示了光子学在地球科学中的广阔前景。

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最近阅读的这本《计算成像与深度学习在生物医学图像分析中的融合》简直是本“时间机器”，它聚焦于当前科研最热门的交叉领域，即如何利用人工智能的强大算力来提升光学成像的效率和质量。书中详尽地阐述了如何将卷积神经网络（CNN）应用于去噪、超分辨率重建以及盲反卷积等传统光学难题。它不仅介绍了经典的U-Net、GANs等网络结构在处理复杂生物图像时的表现，更重要的是，它提供了如何构建高质量的“光照-图像”配对数据集的方法论，这是实现有效深度学习转化的关键瓶颈。作者对深度学习模型在荧光显微成像中的“语义分割”应用给出了极富启发性的指导，比如如何训练模型自动识别细胞核、线粒体等特定细胞器，并量化其形态参数。这本书的叙述风格非常现代，充满了对前沿算法的引用和批判性思考，它成功地将光子学固有的物理限制与AI的计算潜力有机地结合起来，为未来的智能化显微系统指明了方向，读完后让人对“机器视觉”在生命科学中的未来充满期待。

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这本《光子学在生命科学中的前沿进展》着实让我大开眼界，它不仅系统地梳理了当前光子学技术在生命科学领域，尤其是在细胞成像和分子诊断方面的最新突破，更令人称道的是，它对未来可能的技术路线和应用前景进行了富有洞察力的预测。书中对超高分辨率显微技术，比如STED、PALM/STORM等技术的原理剖析得极为深入，即便是初次接触这些复杂概念的读者，也能通过清晰的图示和详实的案例解析，迅速掌握其核心思想。特别是在介绍如何利用这些技术揭示神经元活动、蛋白质相互作用等微观生命过程时，作者的叙述逻辑严密，案例选取精准，让人仿佛身临其境地参与了那些尖端的实验。此外，书中对于新型光学探针的设计与合成也着墨颇多，不同波长、不同响应机制的荧光分子和量子点材料，如何被“驯服”以适应活体成像的苛刻环境，这些细节的探讨，对于实际从事生物物理或生物医学工程的研究人员来说，无疑是宝贵的参考资料。整体而言，这本书的学术深度和广度兼备，是理解光与生命相互作用的理想读物，它成功地架起了基础物理学与前沿生物医学研究之间的桥梁。

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不得不说，《生物材料界面光响应特性研究》这本书，以一种极其细腻和偏理论的视角，剖析了光与生物界面相互作用的复杂性。它的侧重点明显偏向于材料科学和物理化学的交叉领域，探讨了光热效应、光致形变以及光控药物释放系统的基础机制。书中对等离子体纳米结构在光热治疗中的能量转化效率、光敏剂在不同生物相容性聚合物基质中的量子产率变化等，都有着严谨的数学建模和详尽的实验数据支撑。我尤其欣赏作者在讨论生物大分子与光敏材料相互作用的动力学过程时所展现出的严谨态度，很多细节的处理，比如界面能垒、激子湮灭等，都处理得相当到位。对于那些从事新型生物传感器、智能药物递送系统研发的科研工作者而言，这本书提供了坚实的理论基石，它让你在设计实验时，不仅仅是“试错”，而是基于对光物理机制的深刻理解，进行有目的的优化设计。这本书的阅读门槛略高，但其提供的知识深度绝对物有所值。

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