生物分离技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:李万才 编

出品人:

页数:210

译者:

出版时间:2009-8

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787501970001

丛书系列:

图书标签:

• 生物分离
• 分离技术
• 生物工程
• 生物化学
• 蛋白质分离
• 色谱法
• 膜分离
• 生物制药
• 生物过程
• 分析化学

现代材料科学导论：从原子尺度到宏观应用 图书简介 本书旨在为材料科学领域的初学者和希望拓宽知识边界的研究人员提供一个全面、深入且前沿的导论。它不仅仅是对现有知识体系的简单罗列，更侧重于阐述材料的结构、性能、加工和应用之间内在的、相互耦合的科学原理。我们将带领读者穿越微观的原子晶格，探究材料在不同环境下的宏观响应，最终聚焦于如何通过理性设计实现特定功能。 本书的结构设计遵循“基础理论—关键材料体系—前沿应用”的逻辑主线，力求做到理论的严谨性与工程实践的指导性完美结合。 --- 第一部分：材料科学的基石——结构与性能的关联 本部分是理解材料行为的基础，重点解析了材料的微观结构如何决定其宏观物理和化学性质。 第一章：晶体学与缺陷工程 详细阐述了晶体结构的基本概念，包括晶胞、布拉维点阵、密堆积结构以及晶体衍射（X射线、电子束）的原理和数据解析方法。重点讨论了非完美晶体结构的重要性，区分了点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）的形成机制、对材料力学性能（如塑性、硬度）的影响，以及如何通过热处理或合金化来控制这些缺陷的密度和分布。 第二章：原子键合与能带理论 深入探讨了化学键的本质，包括离子键、共价键、金属键和范德华力，解析不同键合类型如何赋予材料（如陶瓷、金属、聚合物）截然不同的电学和热学特性。随后，引入固体能带理论，解释导体、半导体和绝缘体电学行为的根本差异。特别关注费米能级、有效质量的概念，为后续半导体物理和电子材料的讨论奠定理论基础。 第三章：热力学与相变动力学 从统计力学和相图学的角度审视材料体系的稳定性。系统介绍吉布斯自由能、化学势在相平衡中的作用，并详细解析了二元和三元相图的构建与解读，包括共晶、共熔、固溶体等重要现象。动力学部分则聚焦于扩散机制（Fick定律及其应用）、形核与长大理论，阐述了退火、淬火等热处理工艺如何通过控制相变速率来优化材料的微观结构和最终性能。 --- 第二部分：核心材料体系的深度剖析 本部分将理论知识应用于三大传统核心材料领域，并拓展到功能性材料的新兴范畴。 第四章：结构材料的力学行为 聚焦于金属、合金和高强度陶瓷的力学响应。系统阐述应力-应变关系、弹性模量、屈服强度和断裂韧性的测试与表征方法。深入讨论断裂力学，包括裂纹扩展的Griffith准则和Paris定律。着重分析疲劳（低周与高周）、蠕变等时间依赖性失效模式，并介绍强化机制，如固溶强化、加工硬化和沉淀强化。 第五章：功能导向的电子与磁性材料 集中探讨材料的电荷输运与磁响应特性。在电子材料方面，详细论述半导体掺杂技术、PN结的形成与二极管、晶体管的工作原理。在磁性材料方面，区分铁磁性、反铁磁性和抗铁磁性，解释磁畴结构、磁滞回线，并介绍永磁材料（如NdFeB）和软磁材料（如坡莫合金）的设计原则。 第六章：高分子与复合材料 探讨聚合物的独特微观结构——长链分子和缠绕现象，解析粘弹理论，解释Tg（玻璃化转变温度）对材料力学的影响。此外，本书专门开辟章节讨论先进复合材料，如纤维增强复合材料（FRC）和层状复合材料，分析界面结合、取向度对外层宏观力学性能（如各向异性）的决定性作用。 --- 第三部分：先进材料加工、表征与未来方向 本部分关注如何将理论转化为实际产品，以及如何利用尖端技术解析材料的微观世界。 第七章：材料的成型与加工技术 系统介绍金属的塑性加工（轧制、锻造、挤压）如何影响晶粒尺寸和残余应力。针对陶瓷和聚合物，详细阐述烧结技术（液相烧结、固相烧结）和注射成型等工艺。同时，引入现代增材制造（3D打印）技术（如SLM、SLA）对材料微结构演变和性能带来的新挑战与机遇。 第八章：现代材料表征技术 全面覆盖了从无损到高分辨率的结构和成分分析方法。重点解析扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）在成像和衍射分析中的应用，包括EDS/EELS进行元素分析。介绍原子力显微镜（AFM）在表面形貌和局部力学性能测量中的价值。此外，讨论光谱学方法（如拉曼光谱、XPS）如何提供化学键合信息。 第九章：能源、环境与生物材料的前沿探索 展望材料科学在解决全球性挑战中的角色。在能源材料方面，深入探讨锂离子电池正负极材料的电化学性能、固态电解质的离子电导机制，以及光伏材料（钙钛矿、薄膜硅）的效率瓶颈。在生物材料方面，讨论生物相容性、可降解聚合物的设计，以及组织工程支架的结构要求。本书最后总结了纳米材料（量子点、石墨烯）在超越传统材料性能极限方面的潜力与挑战。 --- 总结 本书旨在培养读者“从材料到应用”的系统思维模式，要求读者掌握从量子力学到工程力学跨学科知识的融会贯通。丰富的案例分析和工程实例贯穿始终，确保理论知识能够有效地指导实际工程问题的解决。它适合作为大学高年级本科生或研究生阶段的教材，也是材料领域工程技术人员进行知识迭代和深入研究的必备参考书。

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让我眼前一亮的是，本书在理论的深度和实践的广度之间找到了绝佳的平衡点。作者并没有拘泥于单一的分离技术，而是将目光投向了整个生物分离的体系。在深入讲解了各种单一技术之后，书中还花了大量篇幅来讨论如何将不同的分离方法进行组合，以达到最佳的分离效果。这是一种“系统化”的思维，让我意识到，在实际的生物分离过程中，很少有单一技术能够独立完成复杂的任务，而有效的组合策略才是关键。比如，作者在介绍如何分离复杂的生物样品时，就阐述了如何先利用离心分离细胞碎片，再通过层析技术去除杂质，最后利用电泳进行精细纯化，形成一个完整的“工作流程”。这种多技术协同的思路，大大拓展了我对生物分离的认知边界。此外，书中对不同分离技术的优缺点、适用范围的详尽对比，也为我提供了重要的参考依据，让我能够根据具体的分离目标，灵活选择最合适的技组合。这种宏观的视角和系统性的讲解，让我对生物分离技术有了更全面、更深刻的理解。

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这本书在技术细节的刻画上，可以说做到了极致。作者仿佛是一位经验丰富的实验者，将每一个操作步骤都描绘得细致入微，如同手把手教学一般。我尤其欣赏作者在描述各种仪器设备时，那种近乎“解剖式”的剖析。对于离心机、超滤膜、电泳仪等核心设备，不仅讲解了其基本构造和工作原理，还深入探讨了不同型号、不同参数设置对分离效果的影响。比如，在介绍超滤膜技术时，作者详细对比了不同截留分子量（MWCO）的膜在分离不同大小分子时的效率和选择性，并且结合了浓缩、透析等应用场景，让我明白了如何根据目标产物的分子量和纯度要求来选择合适的膜。书中的图表和示意图也非常精髓，它们并非简单的插图，而是将复杂的原理和操作流程以最直观的方式呈现出来，极大地提高了我的理解效率。更让我印象深刻的是，作者并没有回避实验中可能遇到的各种“坑”，反而详细列举了常见的操作失误和解决方案，这对于新手来说，简直是无价的宝藏，能够帮助我少走很多弯路，提高实验的成功率。

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从内容上看，这本书在理论推导方面，展现了严谨的科学态度。作者在阐述每一项分离原理时，都追溯到了其背后的物理化学基础。例如，在讲解液体色谱法的保留机制时，作者详细阐述了不同作用力（如范德华力、氢键、离子键等）在分离过程中的作用，并且通过数学公式和图示，清晰地展示了这些力如何影响化合物在固定相和流动相之间的分配。这种深入浅出的理论讲解，不仅让我理解了“是什么”，更让我明白了“为什么”。它不像某些教材那样，只是简单地陈述结论，而是引导读者去思考其背后的逻辑。让我受益匪浅的是，作者在介绍各种分离参数（如流速、温度、pH值、离子强度等）对分离结果的影响时，都给出了详细的解释和理论依据。这让我不仅仅是记住参数的调整，而是能够理解这些参数调整背后的原理，从而在实际操作中能够更加灵活地进行优化。这种深入的理论分析，对于提高实验的鲁棒性和可重复性，有着至关重要的作用。

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这本书的开篇就以一个宏大的视角，将读者引入了生命科学研究的前沿。作者并没有急于阐述具体的实验操作，而是从“为什么”这个根本问题出发，深入浅出地解释了生物分离技术在整个生物技术产业中的核心地位和不可替代性。读到这里，我仿佛看到无数的药物研发、食品生产、环境保护等领域，都离不开这项技术的身影。它不仅仅是一门技术，更是一种思维方式，一种解决复杂生物问题的策略。书中关于分离原理的阐述，虽然看似理论，却充满了洞察力，将抽象的概念具象化，让我对不同分离方法的适用场景有了更清晰的认识。例如，在介绍色谱法时，作者详细对比了不同填料、流动相对分离效果的影响，并且结合了实际应用案例，比如蛋白质的分级纯化，让我能够理解为什么一种看似简单的方法，在实际操作中却需要如此精密的调控。这种循序渐进的讲解方式，避免了初学者望而却步的枯燥感，而是激发了探索的兴趣。同时，作者对技术发展趋势的展望，也让我看到了生物分离技术广阔的未来，以及它在解决人类健康、环境挑战等方面将扮演的关键角色。

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这本书的特色在于其对实际应用场景的深度挖掘。作者并没有将生物分离技术局限于实验室的研究，而是将其与实际的工业生产和产品开发紧密联系起来。书中列举了大量的案例，涵盖了生物制药、食品工业、环境监测等多个领域，让我真切地感受到生物分离技术在现实世界中的巨大价值。比如，在介绍酶的纯化时，作者详细阐述了如何从小麦胚芽或微生物发酵液中，通过一系列的沉淀、层析等步骤，获得高纯度的酶制剂，并且对比了不同纯化策略在成本和效率上的差异。这种结合实际生产需求的讲解，让我能够清晰地看到理论知识如何转化为实际的生产力。此外，书中还探讨了放大效应，即实验室规模的分离技术如何转化为工业化生产，以及在放大过程中可能遇到的挑战和解决方案。这种对“从0到1”的转化过程的关注，对于希望将科研成果转化为实际产品的读者来说，具有极高的参考价值。它让我明白，生物分离技术不仅仅是“做实验”，更是“做产品”。

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