Optical Rheometry of Complex Fluids (Topics in Chemical Engineering) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Oxford University Press, USA

作者:Gerald G. Fuller

出品人:

页数:282

译者:

出版时间:1995-06-29

价格:USD 187.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780195097184

丛书系列:

图书标签:

• Optical rheometry
• Complex fluids
• Rheology
• Viscoelasticity
• Non-Newtonian fluids
• Polymer physics
• Colloids
• Microfluidics
• Material science
• Chemical engineering

流变学前沿：复杂流体的光学表征与结构解析 图书名称： 流变学前沿：复杂流体的光学表征与结构解析 核心主题： 本书聚焦于非牛顿流体、胶体分散体系、高分子溶液及悬浮液等复杂流体的流变学行为，并深入探讨如何运用先进的光学技术，如偏振光散射、荧光光谱、拉曼散射、动态光散射（DLS）以及先进的共聚焦显微技术，对这些材料的微观结构、动态过程和宏观流变响应之间的内在联系进行量化和阐释。 --- 第一部分：复杂流体与现代流变学基础 第一章：复杂流体的定义、分类与应用背景 复杂流体，区别于简单的牛顿流体，其性能由其内部组分（如颗粒、链、胶束）的相互作用、浓度和排列状态决定。本章将系统回顾典型复杂流体，包括剪切稀化流体、粘弹性流体、触变体系、乳液、泡沫及各种悬浮液。详细阐述它们在食品科学、生物医学工程、石油开采、涂料和先进材料制造中的关键作用。重点解析理解其流变学行为对于优化工艺流程和产品性能的必要性。 第二章：经典流变学原理与测量挑战 回顾牛顿黏度、剪切应力、剪切速率等基本概念，引入非牛顿流体的本构方程，如幂律模型、Herschel-Bulkley 模型及Cross模型。讨论粘弹性流体的核心特征，如储能模量（$G'$）和损耗模量（$G''$）的概念。本章随后指出，传统旋转流变仪在测量高固含量、高粘度或界面现象时面临的局限性，特别是其无法直接揭示流场内部的微观结构演变。 第三章：电磁辐射与物质相互作用的物理基础 为后续光学技术章节奠定理论基础。本章深入讲解电磁波在介质中的传播、吸收、散射和发射的量子力学和经典电磁学描述。详细分析瑞利散射、米氏散射和非弹性散射（如拉曼散射）的产生机理。重点讨论偏振光的产生、琼斯矩阵和穆勒矩阵在描述复杂介质中光偏振状态变化中的应用，为理解光学各向异性现象做好铺垫。 --- 第二部分：光学工具在流变学中的应用 第四章：偏振光散射技术与各向异性结构解析 本章详细介绍静态和动态偏振光散射（Static and Dynamic Light Scattering, SLS/DLS）在复杂流体研究中的核心地位。阐述如何利用散射强度分析粒径分布、形状因子和相互作用参数。重点讨论广角和窄角偏振光散射（WP/NP）技术，用于识别和量化流场中诱导的双折射、流致各向异性以及液晶相的形成。将偏振光测量结果与宏观流变学各向异性（如拉伸流变学）进行关联分析。 第五章：荧光与拉曼光谱在分子环境探针中的应用 系统介绍如何利用分子探针技术（如利用具有环境敏感性的荧光团）来探究复杂流体内部的局部微环境，包括局部粘度、pH值、极性以及分子松弛时间。深入解析拉曼光谱，特别是表面增强拉曼散射（SERS）技术，如何用于识别和监测特定化学键的构象变化和界面吸附情况，这对于理解高分子链段运动和颗粒表面功能化至关重要。 第六章：共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）与流变学成像 本章将复杂流体流变学与先进的显微成像技术相结合。详细描述如何将荧光标记物或自发荧光的纳米颗粒嵌入复杂流体中，利用共聚焦显微镜进行高分辨率、三维的空间成像。重点讨论如何结合流场驱动（如微流控芯片或流变仪的定制夹具），实时追踪颗粒的运动轨迹、聚集行为、纤维的取向分布以及非均匀剪切下的结构重构过程。 第七章：先进时间分辨技术：弛豫过程的动态光学捕获 探讨时间分辨技术在复杂流变学中的应用，特别是动态光散射（DLS）的扩展应用，用于测量亚微秒到秒级的分子和结构弛豫时间。引入光镊技术（Optical Tweezers）在单颗粒或小团簇尺度上施加精确、无接触的机械力，直接测量单个组分对宏观流变学响应的贡献，为理论模型提供微观层面的验证数据。 --- 第三部分：耦合分析与前沿案例研究 第八章：光学流变学数据与流变本构模型的整合 本章致力于构建一个跨尺度的分析框架。讨论如何将偏振光测得的结构各向异性参数（如平均取向角）代入修改后的流变本构方程中，以提高对剪切变稀或粘弹性行为的预测精度。介绍先进的数值模拟（如分子动力学或格子玻尔兹曼方法）如何利用光学测量数据进行参数校准。 第九章：复杂案例研究一：高分子溶液的解缠绕与链段动力学 以聚合物熔体和稀溶液为例，展示如何使用DLS和拉曼光谱来区分高分子链段的局部运动与整体的缠结网络松弛。分析在不同剪切速率下，荧光探针的发射光谱变化如何反映聚合物链的拉伸与折叠过程，及其对粘度下降的贡献。 第十章：复杂案例研究二：生物和软物质体系的界面流变学 聚焦于胶体与界面系统，如蛋白质溶液、脂质体或矿物浆料。探讨如何利用表面等离子体共振（SPR）增强的散射技术或定制的界面流变仪（如振荡液滴法）结合荧光成像，来解析颗粒或分子在液-液或液-固界面上的吸附动力学、二维膜的粘弹性以及界面吸附层对宏观流变行为的限制性影响。 第十一章：结论与未来展望 总结光学技术如何超越传统宏观流变学方法的限制，实现了对复杂流体结构-性能关系的精确解耦。展望该交叉领域未来的发展方向，包括更快的非线性光谱技术、高通量自动化光流变一体化系统，以及将机器学习应用于复杂多尺度数据解析的潜力。 --- 本书特色： 本书结构严谨，从基础物理原理出发，逐步深入到尖端实验技术和前沿应用案例。它不仅为流变学家提供了强大的结构表征工具箱，也为材料科学家和生物物理学家提供了一个利用光学手段理解复杂介质宏观行为的全面指南。内容侧重于实验方法的选择、数据解释的物理意义以及如何将微观结构信息映射到宏观流变响应上，强调跨尺度整合分析的重要性。

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我对这本书的兴趣，更多地源于它所承诺的“解决复杂流体”的难题。我一直觉得，所谓“复杂流体”，往往是因为其内部存在着大量的相互作用、聚集结构或者非平衡动力学。传统的连续介质力学模型在描述这些流体时，常常会遇到瓶颈，需要引入更多的自由度或者更复杂的本构方程。而光学方法，似乎提供了一种绕过这些复杂模型、直接“看到”流体真实行为的可能性。我脑海中浮现出各种各样的应用场景：比如，在研究液晶时，如何通过偏光显微镜来观察其在剪切下的动态重组；或者在研究胶体悬浮液时，如何利用激光多普勒技术来测量颗粒的运动速度分布，从而推断出宏观的粘弹性。这本书的书名让我联想到，它可能不仅仅是介绍几种具体的光学技术，而是会系统地阐述如何利用这些技术来理解和量化流体的流变性质。它可能会详细讲解各种光学原理，以及如何将其与流变测量仪器相结合，最终如何从光学信号中提取出有用的流变参数，例如剪切粘度、储能模量、损耗模量等等。我特别期待它能够提供一些关于实验设计和数据处理的指导，毕竟，光学测量往往对实验条件和分析方法有很高的要求。如果这本书能够在这方面提供深入的见解，那将是极其宝贵的。

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这本书的书名是《Optical Rheometry of Complex Fluids (Topics in Chemical Engineering)》，这本书我还没来得及仔细拜读，只是粗略地翻了一下目录和前言，但仅仅是这样，我就已经被它深深吸引了。首先，它的主题——光学流变学在复杂流体研究中的应用——就足够让人眼前一亮。我本身是做材料科学的，对于流体行为的理解至关重要，尤其是那些结构复杂、性质多变的流体，比如高分子溶液、胶体分散体、甚至某些生物流体。以往我们主要依赖传统的机械流变仪，虽然效果不错，但对于某些精细的、在微观尺度上的流体响应，总感觉有些力不从心。而光学流变学，听起来就充满了科技感和精确度。我想象着它能够提供比传统方法更丰富的、关于流体内部结构和动力学的信息，比如通过散射、荧光标记等手段来实时观察流体的变形、取向，甚至相分离过程。而且，书中“Topics in Chemical Engineering”这个副标题也让我对接下来的内容充满了期待，它预示着这本书不仅仅停留在理论层面，而是与实际的工程应用紧密结合，这对于我来说，是非常实用的。我特别想了解它在哪些具体的化工过程中有应用，比如涂料的流变性能控制、食品加工中的质构改良、或者药物递送系统的设计等等。从书名就能感受到，这本书可能囊括了光学方法在流变学研究中的最新进展，这对于我紧跟学科前沿、拓展研究思路具有重要的价值。

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虽然我还没有打开这本书，但单凭《Optical Rheometry of Complex Fluids》这个书名，我就已经被它深深吸引了。我是一名工业界的工程师，主要负责新材料的开发和应用，其中经常会遇到各种各样的高分子材料、涂料、粘合剂等，这些材料在加工和使用过程中，其流变性质至关重要，但很多时候，我们对于它们在复杂条件下的真实行为知之甚少。传统的流变仪虽然是我们的常用工具，但在某些特定场景下，比如需要模拟高温高压环境，或者需要观察材料在剪切过程中的微观结构变化时，它们的能力就显得有些局限。而“光学流变学”这个概念，听起来就充满了解决这些难题的潜力。我非常期待这本书能够提供一些关于如何利用光学手段，在接近实际加工条件下，精确测量和控制复杂流体的流变性能。比如，它是否会介绍如何通过红外光谱或者拉曼光谱来监测流体内部的化学反应对流变性质的影响？或者如何利用干涉技术来测量薄膜在流变作用下的厚度变化？更重要的是，我希望这本书能够提供一些实用的指导，帮助我们理解如何将实验室的光学测量结果，有效地转化为指导工业生产的工艺参数，从而优化我们的产品性能和生产效率。这本书如果能够 bridging the gap between fundamental research and industrial application，那将是极大的贡献。

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这本书的书名《Optical Rheometry of Complex Fluids》立刻击中了我的研究痛点。我目前正在研究一种新型的生物凝胶，它的流变性质非常奇特，在不同应变速率下表现出截然不同的行为，而且其内部结构又非常容易受外界因素影响。传统的机械流变仪在测量时，往往会引入较大的应变，从而可能改变凝胶原有的微观结构，导致测量结果失真。我一直在寻找一种能够进行非接触式、低扰动测量的方法，而“光学流变学”这个概念，听起来简直是为我量身定制的。我非常希望这本书能够详细介绍如何在低应变或者零应变条件下，利用光学手段来探测流体的流变行为，比如通过测量流体内部示踪粒子的布朗运动来计算扩散系数，从而推断出粘度。同时，我也对“复杂流体”这个关键词很感兴趣，它意味着这本书不会只局限于简单的牛顿流体，而是会深入探讨那些具有非线性、应变历史依赖性、甚至多相结构的流体。我迫切地想知道，这本书是否会包含一些案例研究，展示光学流变学是如何成功解析一些棘手的复杂流体问题的，比如剪切稀化、剪切增稠、屈服应力、或者弹性恢复等现象。如果书中能够提供一些关于如何选择合适的光学技术，以及如何解释复杂的散射或荧光信号的指南，那将对我极大的帮助。

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这本书的书名，特别是“Optical Rheometry”和“Complex Fluids”这两个词，给我带来了极大的学术好奇心。我来自一个实验物理的背景，虽然不是直接研究流变学，但我们组的工作经常需要对软物质材料进行表征，而这些材料很多都表现出复杂的流体行为。我们通常使用各种散射技术（如动态光散射、小角X射线散射）来研究材料的结构，但如何将这些结构信息与宏观的流变响应联系起来，一直是我们的一个难题。这本书的出现，让我看到了将我们现有的光学表征手段与流变学研究相结合的可能性。我猜测书中会详细介绍各种光学测量技术，比如激光诱导荧光、拉曼光谱、偏振显微镜等等，以及它们如何被巧妙地应用于流变测量。更重要的是，我希望这本书能够提供一个理论框架，解释光学信号如何能够反映流体的微观动力学过程，以及这些过程如何影响宏观的流变行为。例如，如何通过观察示踪粒子的运动来计算剪切黏度，或者如何利用荧光标记来探测材料内部的取向动力学。如果书中能够提供一些关于如何将光学测量数据转化为标准流变参数的转化方法，或者一些关于如何利用数值模拟与光学实验相结合来理解复杂流体行为的章节，那将是非常有价值的。

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