有机化学选论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9787810746762

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深入探索材料科学前沿：功能高分子与纳米复合材料的合成、表征与应用 本书导读 本书是一部面向高年级本科生、研究生及科研人员的专业学术著作，聚焦于当前高分子科学与材料工程领域最为活跃和前沿的方向——功能高分子材料的设计合成、先进表征技术以及在能源、环境和生物医学等交叉学科中的创新应用。本书摒弃了传统高分子化学教材中对基础聚合反应机理的冗长阐述，而是直接切入复杂功能体系的构建逻辑与性能调控的精妙之处。 全书结构严谨，逻辑清晰，旨在为读者提供一个从分子层面理解宏观性能，并掌握前沿实验技能的综合平台。内容涵盖了近年来在国际顶级期刊中备受关注的尖端研究热点，力求展现功能高分子材料在21世纪解决重大科学与工程挑战中的核心潜力。 --- 第一部分：先进高分子设计与可控合成策略（约500字） 本部分是全书的理论基石，重点探讨如何通过精密的分子设计和高度可控的聚合方法，构建具有特定结构与性能的定制化高分子。 第一章：超分子自组装与动态共价网络（DCn） 本章深入剖析了非共价键（如氢键、π-π堆积、金属配位等）在驱动高分子链段形成有序结构中的关键作用。我们详细阐述了超分子聚合物的层次结构构建原理，包括其对温度、溶剂和外界刺激的响应机制。随后，引入了动态共价键的概念，特别关注Diels-Alder反应、亚胺交换和硼酸酯键在构建可修复、可回收高分子网络中的应用。通过对这些动态体系热力学和动力学参数的精确控制，我们探讨了如何实现材料的自修复、形状记忆以及循环利用，这对于发展可持续的先进材料至关重要。 第二章：精确聚合技术与分子量调控 本章聚焦于实现分子量分布极窄（低分散度）和链结构精确无误的现代聚合技术。详细介绍了活性/可控自由基聚合（CRP），包括原子转移自由基聚合（ATRP）和可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）的最新进展。着重分析了不同引发剂体系、催化剂结构对链增长、链转移及链终止过程的调控效果。此外，还涵盖了开环易位聚合（ROMP）在合成环状聚合物和星形聚合物中的应用，以及如何利用光致聚合技术在微纳尺度上实现图案化材料的快速制备。 第三章：嵌段共聚物（BCP）的相分离行为与形貌控制 嵌段共聚物因其在溶液和固态下能自发形成周期性纳米结构而成为重要的功能材料。本章系统梳理了影响BCP相分离的关键参数，如体积比 ($ ext{f}$) 、链长比 ($ ext{N}$) 和特征相互作用参数 ($chi$)。通过对相图的深入解析，阐述了如何利用溶剂、温度或界面张力的调控，实现从球状、柱状到层状等各种周期性结构的精准“编程”。重点讨论了如何将BCP用于模板介导的纳米材料合成，如合成高密度、高长径比的纳米孔阵列。 --- 第二部分：先进功能材料的表征与性能研究（约550字） 功能高分子的性能与其微观结构是直接关联的。本部分详述了表征这些复杂体系所需的高级分析技术及其对结构-性能关系的揭示。 第四章：结构-力学性能的关联分析 本章侧重于高分子材料的机械性能测试与微观结构耦合。不仅涵盖了传统的拉伸、压缩和动态力学分析（DMA），更深入探讨了超拉伸材料（如高取向聚合物）的取向度定量表征，如使用X射线散射（WAXS）确定结晶度和取向因子。对于弹性体和水凝胶，重点介绍了非线性黏弹性行为的建模与分析，以及如何通过化学交联密度和拓扑结构来调控材料的韧性和断裂能。特别是对于具有自修复能力的动态网络，分析了其疲劳损伤累积与恢复动力学。 第五章：光电功能材料的光谱学与电化学表征 针对有机发光二极管（OLED）、有机太阳能电池（OSC）等光电器件中的高分子，本章详述了必要的表征手段。对吸收光谱、荧光/磷光发射光谱的细致分析，用于评估激子产生与传输效率。在电化学方面，重点讲解了循环伏安法（CV）在确定聚合物氧化还原电位、能级结构（HOMO/LUMO）中的应用。此外，还引入了时间分辨光谱技术，用于监测超快载流子分离和三重态激子的寿命，从而指导分子结构优化以提高器件效率和稳定性。 第六章：界面与形貌的纳米尺度表征 在纳米复合材料中，界面是决定宏观性能的关键因素。本章聚焦于二维和三维成像技术。详细介绍了透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）在高分辨率成像中的应用，特别是利用能量色散X射线光谱（EDS）进行元素映射，以确定纳米填料在聚合物基体中的分散均匀性。对于软物质体系，原子力显微镜（AFM）的力学成像模式（如KPFM和PFM）被用于研究材料表面形貌、电荷分布和聚合物链段的动态行为。 --- 第三部分：前沿应用：能源、环境与生物医学材料（约450字） 本部分将理论与实践紧密结合，展示了先进功能高分子在解决重大社会需求方面的应用潜力。 第七章：高分子在储能与催化中的应用 本章重点关注固态电解质材料的研发。探讨了聚合物基固态电解质中锂离子传导机制的分子动力学模拟与实验验证，分析了如何通过引入“孤对电子”极性基团或构建高自由体积通道来提升离子电导率。在催化领域，详细介绍了多孔共轭聚合物（PCPs）和高分子框架材料（POFs）作为非均相催化剂载体的设计原则，重点讨论了如何通过精确锚定贵金属或有机功能基团，实现高效的选择性催化转化。 第八章：智能分离与环境修复材料 环境治理对新型分离膜材料提出了更高要求。本章阐述了基于渗透选择性或界面极化效应的先进分离膜的构建，包括正渗透（FO）膜和膜接触器技术。特别关注了响应性高分子水凝胶在重金属离子吸附、污染物去除及药物缓释系统中的应用，分析了其溶胀行为与吸附容量的温度、pH依赖性。 第九章：生物相容性与生物医学高分子 本章探讨了高分子材料在与生物系统相互作用中的设计考量。讨论了可降解聚合物（如PLGA、聚酯胺）在可控药物递送载体中的应用，特别是如何利用“刺激响应性”设计（如对特定酶、酸性环境或光照的响应）来实现药物的靶向释放。同时，也涵盖了用于组织工程的生物活性支架材料，及其表面功能化技术，以调控细胞黏附、增殖与分化。 --- 总结 本书内容跨越了从分子工程到器件集成的多个尺度，为读者提供了一套理解和开发新一代功能高分子材料的系统化思维框架和技术路线图。通过对最新科研成果的梳理和深入剖析，本书期望能激发研究人员在材料创新的道路上不断探索，推动高分子科学向更智能、更高效、更可持续的方向发展。

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