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出版者:Wiley-Blackwell

作者:R. M. Christie

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:2000-01-11

价格:USD 180.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780632047826

丛书系列:

图书标签:

• Chemistry
• Colour
• 色彩化学
• 颜色应用
• 染料化学
• 颜料
• 涂料
• 纺织品染色
• 色彩技术
• 化学工艺
• 表面处理
• 材料科学

《流光溢彩：现代材料科学中的色彩调控与应用》 图书简介 本书深入探讨了现代材料科学领域中色彩现象的内在机制、调控技术及其在各个前沿领域的广泛应用。作为一本全面且深入的专著，它旨在为材料科学家、化学工程师、光学物理学家以及从事相关工业研发的专业人士提供一个理解和驾驭色彩魅力的理论框架与实用指南。 第一部分：色彩的物理本质与材料基础 本书伊始，我们首先从微观层面剖析了光与物质相互作用的基本原理。色彩的感知并非材料固有的属性，而是特定波长光子被材料选择性吸收、散射、透射或反射的结果。 第一章：光与物质的量子作用 本章详细阐述了电磁辐射的基本特性，特别是可见光谱的范围及其与原子和分子能级跃迁的关联。我们讨论了经典电磁学理论在描述宏观光学现象上的局限性，并引入量子力学概念，如偶极矩、振子强度和吸收截面，来精确量化材料与光子的耦合强度。特别是，针对不同类型的电子跃迁——$sigma ightarrowsigma^$, $n ightarrowpi^$, $pi ightarrowpi^$，以及金属中自由电子的等离子体振荡，进行了详尽的数学建模与实验验证。 第二章：无机体系中的结构色与本征色 色彩的来源在无机材料中表现出极大的多样性。本章聚焦于两种主要机制： 1. 本征色（或称化学色）： 主要由过渡金属离子（如Fe, Cu, Cr, Mn）的d轨道电子组态和配位场理论（Crystal Field Theory, CFT）决定。我们详细分析了配位场分裂能（$10Dq$）如何影响吸收光谱，并结合配位几何（八面体、四面体等）的变化来预测颜色的偏移。此外，电荷转移（Charge Transfer, CT）效应，尤其是金属到配体的（MLCT）和配体到金属的（LMCT）跃迁，被视为产生强烈色彩的关键因素，并辅以实例说明其在催化剂和传感器中的作用。 2. 结构色（Structural Coloration）： 这类色彩不依赖于化学组成，而是源于材料的微纳结构对光的干涉、衍射、散射或布拉格反射。章节重点阐述了光子晶体（Photonic Crystals）、二维和三维周期性结构（如蝶翅和甲虫外壳中的多孔结构），以及局域表面等离子体共振（Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR）在产生高度饱和、角度依赖性色彩中的核心地位。我们提供了设计具有特定反射峰值的周期性结构（如衍射光栅和光栅膜）的工程方法。 第二部分：有机高分子与染料体系的色彩设计 有机化学为色彩的调控提供了无限的可能性。本部分着重于共轭体系的扩展如何精确地影响吸收光谱的红移或蓝移。 第三章：共轭体系与发色团/助色团 色彩的产生归功于具有扩展$pi$电子云的分子骨架——发色团（Chromophores）。本章深入解析了哈默-巴林规则（Hückel-Barlin Rule）的现代应用，解释了共轭链长度、分子平面性与最大吸收波长 ($lambda_{max}$) 之间的定量关系。助色团（Auxochromes）如 $-mathrm{OH}$, $-mathrm{NH}_2$ 等官能团，通过其孤对电子对共轭体系的贡献，对颜色进行微调。我们通过对偶氮染料、蒽醌染料和酞菁类化合物的分子结构分析，展示了如何通过化学合成策略实现对颜色的精细控制。 第四章：有机半导体中的电致发光与光伏着色 随着柔性电子学的发展，有机发光二极管（OLEDs）成为焦点。本章详细介绍了有机小分子和聚合物在电驱动下的光发射机制。重点讨论了激发态的形成（单线态激子和三线态激子）、能级匹配（HOMO/LUMO）对发光效率的影响，以及如何利用延迟荧光（TADF）材料最大化器件的内量子效率。此外，在有机太阳能电池（OSCs）中，染料敏化和体异质结材料的选择性吸收特性，是实现高效光电转换的关键。 第三部分：色彩的稳定化与先进应用 色彩的实用化不仅要求其颜色准确，更要求其在各种苛刻环境下保持稳定，并具备多功能性。 第五章：耐候性、热稳定性和光致变色 本章讨论了影响颜色持久性的核心问题：光降解（Photodegradation）、热氧化和迁移。我们分析了染料和颜料分子对紫外线（UV）的敏感性，并介绍了空间位阻胺类光稳定剂（HALS）和紫外线吸收剂（UVA）的作用机理。随后，本书转向动态色彩现象，深入探讨了光致变色材料（Photochromic Materials），如螺吡喃和二芳基乙烯衍生物。这些材料在吸收特定波长光后发生可逆的结构变化，导致颜色改变，在智能窗户、防伪技术中具有重要应用。 第六章：先进功能性色彩材料 本章展示了色彩不再仅仅是装饰，而是成为信息载体和传感器的媒介。 1. 热致变色与压致变色： 讨论了液晶材料和高分子微胶囊中，温度或机械应力引起的晶相转变或分子堆积变化，如何导致可见光谱的剧烈变化，这在温度指示和无损检测中至关重要。 2. 生物成像与传感： 介绍了荧光探针的设计原则，特别是它们如何与特定的生物分子（如酶、离子或pH值）发生选择性相互作用，从而产生可量化的荧光信号变化。我们探讨了上转换发光（Upconversion Luminescence）材料在深层组织成像中的优势。 3. 颜色过滤与分离技术： 针对高精度显示器、光学滤光片和安全印刷的需求，我们讨论了如何利用纳米粒子浆料和薄膜沉积技术，制备具有极窄带通或高对比度的颜色分离层。 结论与展望 本书最后总结了当前色彩材料科学面临的挑战，包括开发更环境友好的无毒颜料、提高结构色的制造精度与稳定性，以及探索基于量子点（Quantum Dots）的新一代高色域显示技术。本书旨在激发读者在跨学科的材料设计中，将对光、结构与化学的深刻理解融为一体，创造出下一代具有革命性色彩特性的功能材料。

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我对这本书的兴趣，源于我近期开始尝试一些DIY项目，尤其是在家居装饰方面。我发现，市面上出售的各种颜料和染料，其产品说明往往语焉不详，仅仅提供一些使用建议，却很少解释背后的科学原理。我希望这本书能够详细地解释不同类型的颜料（如水彩、油画颜料、丙烯颜料）的化学成分，以及它们之间的区别。例如，为什么水彩颜料在纸上干燥后会呈现出半透明的效果，而油画颜料则具有更强的覆盖力和持久性？我非常想了解颜料中的“填料”和“粘合剂”的作用，它们如何影响颜料的质地、光泽度以及附着力。此外，对于DIY爱好者来说，色彩的混合与调配是至关重要的一环。我希望书中能够深入阐述颜料的“加色混合”与“减色混合”的化学原理，并解释为什么在实践中，我们看到的色彩混合效果有时会与理论有所出入。我甚至期待书中能提供一些关于自制颜料的化学配方和制作方法，让我能够更自由地创造出独特的色彩。我脑海中浮现出书中可能会出现的页面：也许是展示不同颜料颗粒在显微镜下的形态，或者是解释颜料在不同溶剂中的溶解度和分散性的图表。我好奇书中是否会包含关于颜料的毒性与安全性的讨论，以及如何在DIY过程中采取必要的防护措施。这本书对我来说，就像是一本秘密配方手册，它承诺将我从一个懵懂的色彩使用者，转变为一个能够理解和掌握色彩化学奥秘的创作者，让我能够更加自信地挥洒创意，在自己的小天地里创造出属于自己的色彩世界。

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我是一名对光电材料和显示技术充满兴趣的科技爱好者。我一直对智能手机、电视等电子设备中屏幕所呈现出的绚丽色彩感到惊叹，并渴望了解其背后的科学原理。我希望这本书能够深入地解释液晶显示（LCD）和有机发光二极管（OLED）等显示技术中，色彩是如何被精确地产生和控制的。我特别关注的是，书中是否会阐述这些技术中涉及到的光化学原理，例如液晶分子的电致变色效应，以及有机发光材料在电场作用下如何发光。我希望能够学习到关于不同发色团和荧光材料的化学结构，以及它们如何调控光的吸收和发射波长，从而产生各种不同的颜色。此外，我非常好奇书中是否会涉及关于色彩管理和色域的问题，例如，不同显示技术所能呈现的色彩范围（色域）是如何定义的，以及如何通过化学手段来优化材料，拓展色域，提升显示效果。我期待书中是否会包含一些关于未来显示技术的研究进展，例如量子点（Quantum Dots）等新型发光材料的化学特性和应用前景。我脑海中闪过的画面是：也许是描绘液晶分子在电场作用下取向变化的示意图，或者是展示OLED材料的能带结构图。我甚至希望书中能够解释，为何一些电子设备屏幕的色彩会随着观看角度的变化而产生差异，这是否也与材料的化学结构有关。这本书对我来说，不仅仅是一本关于色彩的读物，更是一扇通往未来科技世界的大门，让我能够更深入地理解并欣赏那些塑造我们视觉体验的科技之美。

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我是一名热衷于环境保护和可持续发展的普通市民，一直对我们日常生活中接触到的各种塑料制品、纺织品以及家居用品的色彩来源和安全性感到担忧。我希望这本书能够以通俗易懂的方式，解释这些产品中所使用的染料和颜料的化学本质，以及它们对环境和人体健康可能产生的影响。我特别关注的是，书中是否会介绍一些关于“环保染料”和“无毒颜料”的概念，以及它们是如何通过化学创新来实现的。例如，是否有一些天然来源的染料能够替代传统的合成染料？或者，是否存在一些化学处理方式，能够降低现有染料的毒性？我希望能够了解到关于染料和颜料在生产过程中可能产生的污染，以及在产品使用过程中可能释放出的有害物质。我非常好奇书中是否会提供一些关于如何识别和选择对环境和人体更友好的色彩产品的信息，例如，是否有相关的认证标志或者化学检测方法？我期待书中是否会包含一些关于塑料回收和再利用过程中，色彩处理的技术挑战，以及如何通过化学方法来克服这些挑战。我脑海中闪过的画面是：也许是描绘染料分子在水体中扩散的示意图，或者是展示不同化学成分对人体细胞影响的实验数据。我甚至希望书中能够提供一些关于我们如何从源头上减少色彩污染的实用建议，例如，在购买衣物或家居用品时，该如何做出更明智的选择。这本书对我来说，就像是一本关于“安全色彩”的科普读物，它将帮助我更好地理解我们身边色彩的化学奥秘，并做出更负责任的消费选择，为环境保护贡献自己的一份力量。

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作为一名对烹饪有着浓厚兴趣的业余爱好者，我常常在食材的色彩选择上花费不少心思。我一直觉得，食物的色彩不仅能激发食欲，更能影响我们对食物风味的感知。然而，我对于烹饪中常见的天然色素，比如番茄中的番茄红素，胡萝卜中的类胡萝卜素，以及蔬菜中的叶绿素，它们究竟是如何在烹饪过程中保持其色彩，或者在哪些条件下会发生变化，一直知之甚少。我希望这本书能够从化学的角度，深入浅出地解释这些天然色素的化学结构，以及它们的光、热、pH等环境因素对其稳定性的影响。例如，为什么有些蔬菜在焯水后颜色会变得更加鲜艳，而有些则会暗淡下来？书中是否会提供关于如何通过烹饪技巧来最大程度地保留食材天然色彩的化学原理？我非常好奇书中是否会涉及食物中添加的食用色素，它们的化学本质是什么？以及在食品工业中，如何选择和使用这些色素来达到理想的视觉效果，同时又必须符合严格的食品安全标准。我期待书中能够提供一些关于食品化学中的色彩科学，让我能够更好地理解食物的“颜值”背后的化学秘密。我脑海中浮现的画面是：也许是展示不同食物色素的分子结构图，或者解释它们在不同pH值下的颜色变化曲线。我甚至希望书中能提供一些关于如何利用天然食材来为食物增添色彩的创意食谱，并解释其背后的化学原理。这本书对我而言，不仅是一本关于色彩的科学读物，更是一本能够提升我烹饪技艺的“魔法书”，让我能够用更科学、更具创造力的方式来烹饪出既美味又赏心悦目的佳肴。

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我是一名热爱艺术史的研究生，近期在研究印象派画家的色彩运用。我一直对这些画家如何捕捉和表现光线和色彩的微妙变化感到惊叹，并且试图理解他们在这方面所运用的化学知识。我希望这本书能够从化学的角度，解释油画颜料的成分和特性，以及这些特性如何影响画家对色彩的感知和表现。我特别关注的是，书中是否会深入探讨不同颜料的“干性”和“湿性”的化学差异，例如，为什么某些颜料干得快，而某些则慢？它们与画布的结合方式又有何不同？我希望能够学习到关于颜料的“透明度”和“遮盖力”的化学原理，以及它们如何影响画作的层次感和光影效果。此外，我非常好奇书中是否会涉及关于颜料的“老化”和“变色”的化学过程。例如，为什么有些古代画作中的色彩会随着时间的推移而发生变化，甚至褪色？这是否与颜料中的特定化学成分的稳定性有关？我期待书中是否会提供一些关于画家如何通过调配颜料来创造出微妙色彩变化的化学解释，例如，将两种颜料混合时，它们之间会发生怎样的化学相互作用，从而产生新的色彩效果？我脑海中闪过的画面是：也许是展示不同颜料在显微镜下的颗粒形态，或者是解释颜料在光照和空气作用下的化学降解过程。这本书对我来说，就像是一把钥匙，它将打开我理解印象派画作色彩秘密的另一扇窗户，让我能够从更科学、更深入的视角去欣赏和解读这些伟大的艺术作品。

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这本书的封面设计相当引人注目，深邃的蓝色背景上，几滴色彩斑斓的颜料仿佛在静静地诉说着它们背后的奥秘。光是看到这个封面，我就已经跃跃欲试，想要一探究竟。我一直对色彩在日常生活中的应用充满好奇，从服装的搭配到室内空间的装饰，再到各种工业产品的设计，色彩无处不在，并且深刻地影响着我们的情绪和感知。然而，我从未真正深入了解过色彩背后的科学原理。这本书的标题“The Chemistry of Colour Application”准确地抓住了我的兴趣点，它承诺将揭示色彩的化学本质，并探讨其在实际应用中的奥妙。我预想这本书会带领我穿越分子世界，去理解那些我们习以为常的色彩究竟是如何形成的，是什么让红色如此鲜艳，又是为何蓝色会带来宁静。我期待能学习到关于发色团、助色团的知识，了解不同类型的染料和颜料是如何与物质结合，产生持久而美丽的色彩。这本书是否会深入讲解有机和无机颜料的化学结构？它是否会阐述不同染色和印刷技术的化学过程？这些都是我非常渴望从书中找到答案的问题。我希望作者能够用一种既严谨又易懂的方式来阐述复杂的化学概念，让即使是化学背景不深厚的读者也能从中受益。我脑海中浮现出书中可能会出现的图示，例如各种有机分子的复杂结构，以及它们如何吸收和反射不同波长的光。我迫切地想知道，书中是否会包含一些历史性的案例，讲述人类在探索和应用色彩化学过程中的重要发现和技术革新，例如古代的植物染料提取技术，或是现代合成染料的诞生。总而言之，这本书给我的第一印象是充满了知识的宝藏，等待我去挖掘，去理解那些隐藏在绚烂色彩背后的科学之美。

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我拿到这本书时，首先被其厚重感所吸引，这通常意味着内容会相当详实。我的职业是一名设计顾问，工作中经常需要与色彩打交道，但往往更多的是基于经验和审美直觉。然而，随着客户对色彩表现力、持久性以及环保性的要求越来越高，我意识到仅仅依靠直觉已经不足以应对未来的挑战。这本书的出现，恰似在我职业生涯的某个关键节点上，为我提供了一盏指引方向的明灯。我特别希望这本书能够详细地阐述色彩固着机理，这是保证色彩持久不褪的关键。我一直对某些织物在阳光下容易褪色的现象感到困惑，书中是否会揭示其背后的化学原因，以及如何通过改进染料配方或后处理工艺来增强其抗光牢度？此外，作为一名设计师，我经常需要在不同材质上实现一致的色彩效果，这其中涉及到颜料在不同基材上的分散性、附着力以及与基材的化学反应。我期待书中能够提供关于不同类型颜料（例如分散染料、活性染料、酸性染料等）在各种纤维（棉、丝、涤纶等）上的应用原理，以及它们在塑料、涂料等材料上的化学结合方式。我非常好奇书中是否会涉及色彩测量和色彩管理的技术，这对于实现精确的色彩复制至关重要。它是否会介绍色彩空间的理论，如CIE XYZ、Lab等，以及如何在不同设备和介质上保持色彩的一致性？我甚至希望书中能包含一些关于色彩对人体生理和心理影响的化学解释，例如某些特定化学结构是否会引起视觉疲劳，或者某些染料成分是否存在潜在的健康风险。这本书对我来说，不仅仅是一本技术手册，更是一把打开色彩科学大门的钥匙，让我能够更深入地理解并更自信地运用色彩。

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我是一名正在进行一项关于可持续材料开发的硕士研究生，目前的研究方向是利用天然植物资源开发新型环保染料。在文献调研的过程中，我常常被各种复杂的化学术语和晦涩的反应机理所困扰。我希望这本书能够为我提供一个坚实的理论基础，帮助我更好地理解天然染料的化学合成、提取以及固色过程。我特别关注的是，书中是否会深入探讨不同植物来源的染料分子结构，例如花青素、单宁、蒽醌类化合物等，以及它们与纤维素、蛋白质等天然纤维之间的化学键合方式。我希望能够学习到关于媒染剂在天然染料染色过程中的作用机理，它们如何与染料分子和纤维素纤维形成稳定的络合物，从而提高染料的牢度和鲜艳度。此外，作为一名从事可持续研究的学生，我非常希望了解书中是否会介绍关于环境友好的染色工艺，例如超临界流体染色、酶辅助染色等，以及它们背后的化学原理。我好奇书中是否会涉及关于天然染料的生物降解性、毒性评估等方面的化学分析方法。我脑海中闪过的画面是：也许是复杂的有机化学反应方程式，或者是利用色谱技术分析染料成分的图谱。我期待这本书能够为我提供一个更广阔的视野，让我能够将理论知识与实际研究相结合，为开发更具商业化前景的环保染料提供科学支持。这本书对我来说，不仅是一本技术手册，更是一份珍贵的学术参考，它将成为我在可持续材料开发道路上重要的知识伙伴。

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我最近迷上了摄影，并且开始对手工冲洗黑白照片产生浓厚的兴趣。在这个过程中，我发现传统的显影、定影等化学过程，以及各种滤镜的使用，都对最终照片的色彩和影调有着至关重要的影响。我希望这本书能够从化学的角度，深入地解释黑白摄影中使用的各种化学药剂的作用机理。例如，显影剂是如何与感光材料中的卤化银发生反应，从而形成可见的影像？定影剂又是如何去除未反应的卤化银，从而保证照片的持久性？我非常好奇书中是否会涉及关于不同显影剂和定影剂的化学成分和性质，以及它们如何影响照片的影调、对比度和颗粒感。此外，我对于使用各种滤镜（如红、绿、黄滤镜）来改变黑白照片的影调效果感到非常着迷，我希望书中能够解释这些滤镜背后的光学和化学原理。例如，为什么使用红滤镜能够使天空变暗，而草地变亮？这是否与滤镜对不同波长光的吸收和反射有关？我期待书中是否会提供一些关于彩色摄影的化学原理，例如彩色胶片中不同感光层是如何对不同颜色的光产生反应，以及显影过程是如何将这些隐藏的色彩信息显现出来。我脑海中闪过的画面是：也许是描绘银原子在胶片上形成影像的过程示意图，或者是解释滤镜如何选择性地过滤光的色谱图。这本书对我来说，就像是一本揭秘摄影艺术背后化学魔法的宝典，它将帮助我更深入地理解并掌握摄影的化学语言，从而创作出更具艺术表现力的作品。

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坦白说，我曾一度对“化学”这个词有些畏惧，它似乎总是与复杂的公式和枯燥的实验联系在一起。然而，我最近在准备一个关于博物馆藏品保护的项目，其中涉及到了大量古代织物的色彩修复和保存问题。这些珍贵的文物，其色彩的斑驳和褪色，无不诉说着历史的沧桑，也让我对色彩的持久性与衰变产生了深刻的思考。我希望这本书能够提供一些关于天然染料的化学性质的深度解析，例如茜素红、靛蓝等，了解它们是如何从植物中提取，以及在不同媒染剂作用下呈现出不同的色彩。我特别关注的是，这些天然染料的化学结构在长时间暴露于光、湿气、空气等环境因素下，会发生怎样的变化，导致最终的色彩衰败。书中是否会提供一些关于色彩稳定剂的化学原理，以及它们在保护古代文物色彩方面所起到的作用？我非常希望能够学到如何通过化学手段来评估和预测染料的老化过程，并为文物的修复和保存提供科学的依据。我脑海中闪过一些画面：或许书中会展示一些显微镜下的色彩粒子形态，或是利用光谱仪分析色彩成分的图表。我希望这本书能够帮助我理解，那些穿越千年依然能够触动人心的色彩，背后究竟蕴含着怎样的化学智慧。我期待书中能够解释，为何某些古代织物能够保存如此鲜艳的色彩，而另一些则早已黯淡无光，这一切是否都与它们所使用的染料及其固色方式的化学稳定性息息相关？这本书的出现，对我而言，是解决了我在文物保护领域遇到的一个棘手问题，让我能够以更科学、更深入的视角去审视色彩的“生命”。

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