Engineering of Stem Cells pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Martin, Ulrich 編

出品人:

頁數:239

译者:

出版時間:

價格:$ 258.77

裝幀:

isbn號碼:9783540888055

叢書系列:

圖書標籤:

• 乾細胞
• 生物工程
• 組織工程
• 再生醫學
• 細胞生物學
• 生物材料
• 疾病模型
• 藥物篩選
• 基因編輯
• 生物技術

《高級材料科學前沿：功能化納米結構與智能復閤係統》 書籍簡介 一、 緒論：麵嚮未來需求的材料創新範式 在人類社會邁嚮信息、能源與環境可持續發展新紀元的今天，對材料性能的極緻追求已成為科技進步的核心驅動力。《高級材料科學前沿：功能化納米結構與智能復閤係統》一書，聚焦於當前材料科學領域最具顛覆性的研究方嚮——納米尺度的精確構建與宏觀係統的智能集成。本書旨在提供一個全麵、深入且具有前瞻性的視角，探討如何通過精妙的分子工程和結構調控，實現材料性能的跨越式提升，並指導研究人員和工程師應對二十一世紀工程領域麵臨的最嚴峻挑戰。 本書不僅僅是對現有知識的簡單羅列，更側重於揭示從原子尺度理解材料行為到宏觀尺度係統設計的內在科學原理。我們將首先概述當前材料科學麵臨的瓶頸，強調“自下而上”與“自上而下”設計策略的融閤趨勢，並引入“多尺度建模”和“高通量計算”等新興工具在加速材料發現中的關鍵作用。 二、 功能化納米結構的構築與精準調控 納米材料以其獨特的量子尺寸效應和高比錶麵積，為功能實現提供瞭前所未有的自由度。本書的第二部分將深入探討如何精確構築具有特定幾何形狀、化學錶麵和內在缺陷的納米結構。 2.1 零維納米顆粒的界麵工程： 詳細闡述瞭量子點（Quantum Dots, QDs）的閤成化學，重點分析瞭錶麵配體交換、核殼結構構建對光電性質的調控機製。討論瞭利用量子點在超分辨成像、安全信息加密以及高效光催化分解中的應用潛力。此外，本書還涵蓋瞭貴金屬納米簇的穩定性增強策略及其在痕量分析中的應用。 2.2 一維納米綫與納米管的生長動力學： 聚焦於半導體納米綫（如Si、GaN）和碳納米管（CNTs）的受控閤成。深入分析瞭氣相外延生長（VLS, VS）中催化劑尺寸、溫度梯度對晶嚮和缺陷密度的影響。對於碳納米管，本書特彆討論瞭手性控製的最新進展，以及如何通過化學氣相沉積（CVD）實現宏量、高質量、單一手性碳納米管陣列的定嚮生長，這對於開發高性能電子器件至關重要。 2.3 二維材料的範式突破： 作為當前研究的熱點，二維材料（如石墨烯、過渡金屬硫化物TMDCs）的討論占據瞭重要篇幅。本書詳細解析瞭機械剝離、溶液剝離以及最關鍵的化學氣相沉積（CVD）生長的高質量大尺寸單晶薄膜的技術路綫。重點剖析瞭通過晶界工程、摻雜調控和異質結構建（如“魔角”雙層石墨烯）來實現的電學、磁學和熱學性質的湧現現象。 三、 智能復閤係統的設計與集成 高級材料科學的終極目標是將基礎構件轉化為能夠感知、響應和適應外部環境的復雜係統。本書第三部分緻力於探討如何將前述功能化納米結構集成到宏觀基體中，以創建具有“智能”特性的復閤材料。 3.1 驅動與響應的智能機理： 詳細介紹瞭基於形狀記憶閤金（SMA）、壓電材料和磁緻伸縮材料的能量轉換機製。重點闡述瞭如何利用納米顆粒增強這些材料的驅動力和響應速度，例如，通過在聚閤物基體中嵌入特定形貌的鐵磁納米顆粒，實現對外部磁場更靈敏的應變響應。 3.2 自修復與損傷容忍機製： 探討瞭受生物啓發的自修復高分子復閤材料的設計思路。本書區分瞭微膠囊破裂型、動力學鍵閤型和熱激活型自修復體係，並詳細分析瞭納米粘土、碳納米管等增強劑在提高基體韌性、同時充當修復劑前體方麵的雙重作用。 3.3 多功能界麵設計與連接技術： 復閤材料的性能往往受製於納米結構與基體之間的界麵。本章節詳細探討瞭錶麵化學改性技術（如矽烷偶聯劑、原位聚閤）在增強界麵結閤強度和優化電荷/能量傳輸路徑中的作用。此外，還介紹瞭3D打印與先進復閤材料製造的集成技術，如何實現復雜內部結構和梯度材料的快速原型製造。 四、 前沿應用：能源轉換與環境催化 本書的最後部分將這些先進材料科學的原理應用於解決全球性的能源與環境挑戰。 4.1 高效電化學儲能器件： 深入剖析瞭用於鋰離子電池、鈉離子電池和固態電池的新型電極材料。重點討論瞭高容量、快速充放電所需的納米結構設計，例如，設計具有快速離子/電子傳輸通道的空心碳球、納米綫陣列。同時，也探討瞭固態電解質界麵的穩定性問題及其界麵工程解決方案。 4.2 太陽能捕獲與光催化： 詳細介紹瞭寬光譜吸收的集成納米結構陣列（如黑矽、錶麵等離子體共振增強結構）在提高光伏效率中的應用。在環境領域，本書聚焦於可見光驅動的水分解製氫（PEC Water Splitting）和汙染物降解。分析瞭如何通過能帶工程和缺陷控製，設計齣在自然光下高效分離載流子的半導體光催化劑。 4.3 生物傳感與分子識彆界麵： 探討瞭利用錶麵等離子體共振（SPR）傳感器、場效應晶體管（FET）等平颱，集成功能化納米結構以實現對生物分子（如蛋白質、核酸）的超靈敏、實時檢測。關鍵在於如何設計具有高特異性的生物識彆分子並將其穩定、有序地固定在納米材料錶麵。 總結與展望 《高級材料科學前沿：功能化納米結構與智能復閤係統》是一本麵嚮高年級本科生、研究生以及科研工作者的參考書。它強調跨學科思維，要求讀者不僅掌握物理化學基礎，還要理解器件工程和係統集成。本書展望瞭未來材料科學將嚮著“自適應”、“自進化”和“按需製造”的方嚮發展，激勵讀者勇於探索材料性能的未知邊界。

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