Nanostructured Materials and Nanotechnology pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Mathur, Sanjay (EDT)/ Singh, Mrityunjay (EDT)/ Salem, Jonathan (EDT)/ Zhu, Dongming (EDT)

出品人:

页数:196

译者:

出版时间:2007-8

价格:802.00元

装帧:

isbn号码:9780470196373

丛书系列:

图书标签:

纳米材料
纳米技术
材料科学
纳米结构
纳米工程
生物纳米技术
物理
化学
工程学
应用科学

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具体描述

Papers from The American Ceramic Society's 31st International Conference on Advanced Ceramics and Composites, held in Daytona Beach, Florida, January 21-26, 2007. Topics include synthesis, fictionalization, processing, and characterization of nanomaterials; structure-property correlations at nanometer length scales; bio- and magnetic nanomaterials; fundamentals in nanoscale systems and processes; nanostructured materials for chemical mechanical planarization, display, health and cosmetic applications; nanotubes and nanowires, nanolithography, and industrial development of nanomaterials.

复杂流体中的界面现象与宏观输运：从微观机制到工程应用本书旨在深入探讨复杂流体系统中的界面现象及其对宏观输运过程的调控机制。内容聚焦于非牛顿流体、多相流以及含有纳米尺度组分的流体体系，系统阐述了从分子尺度相互作用到宏观尺度的流动行为演变的全过程。第一部分：复杂流体的基本性质与本构关系本部分将系统回顾和深入分析经典流体力学理论在描述复杂流体时的局限性，并重点介绍描述这些流体特性的关键本构关系。第一章：非牛顿流体的分类与黏性行为本章首先界定了复杂流体的范畴，明确区分了剪切变稀、剪切增稠、触变性以及粘弹性流体。随后，将详细解析各种经验模型（如幂律模型、Herschel-Bulkley模型）和基于结构理论的模型（如Carreau-Yasuda模型）。重点讨论了流变学实验技术（旋转流变仪、毛细管流变仪）在表征这些材料时的关键考量点，特别是如何通过振荡模式来区分黏性响应和弹性响应。此外，本章还将深入探讨温度、浓度以及外部激励（如电场、磁场）对流体黏弹性参数的动态影响。第二章：粘弹性流体的微观结构与松弛动力学粘弹性是许多复杂流体（如聚合物溶液、熔体、生物凝胶）的核心特征。本章将从高分子链动力学和胶体颗粒网络结构的角度，解析粘弹性的微观起源。我们将详细介绍高分子物理中的经典理论，如Rouse模型和Zimm模型，并将其扩展至浓缩高分子体系。重点将放在松弛时间的概念及其分布函数上，讨论如何利用动态光散射（DLS）和流变学时间-温度叠加原理（TTSP）来确定这些关键时间尺度。此外，对网络结构流体，如微凝胶和水凝胶，本章将引入弹性模量与黏性模量的频率依赖性分析，并探讨应力弛豫测试在揭示材料内部结构重排过程中的应用。第三章：多相流体中的界面张力与热力学多相流体（如乳液、泡沫、悬浮液）的性能在很大程度上由其界面性质决定。本章将聚焦于界面热力学，讨论界面能、界面张力及其在弯曲界面上的拉普拉斯压力。我们将区分热力学平衡下的界面性质和受外部场作用下（如电场、剪切场）的动态界面行为。对于表面活性剂系统，本章将探讨临界胶束浓度（CMC）的测定方法，以及表面活性剂分子在液-液、液-气界面上的吸附等温线模型（如Gibbs吸附方程）。此外，还将涉及界面波动光谱学在分析界面动力学方面的应用。第二部分：界面现象驱动的输运机制本部分将研究界面如何作为能量、动量和物质传输的独特通道，调控宏观尺度上的输运过程。第四章：界面对动量输运的调控——润湿性与边界条件本章的核心是界面与固体壁面之间的相互作用如何影响边界层的形成和宏观摩擦阻力。我们将详细阐述Young方程在描述静态润湿性中的应用，并引入Cassie-Baxter和Wenzel模型来解释超疏水表面的特殊润湿状态。关键内容包括：如何通过表面微纳结构设计来调控接触角，以及这种调控如何影响流体在微通道中的流动特性。对于粘弹性流体，本章还将探讨壁面滑移现象，讨论滑移速度与剪切速率、表面性质（粗糙度、化学修饰）之间的定量关系，并分析滑移对泵送功耗的影响。第五章：界面对物质和热量输运的耦合效应在含有纳米颗粒或胶体颗粒的复杂流体中，界面会显著影响颗粒的扩散和沉降行为。本章将分析布朗运动在各向异性界面附近的修正，特别是对于具有电荷或电偶极矩的颗粒，界面双电层的影响。在热输运方面，本章将探讨颗粒界面导热系数的有效介质模型（如Maxwell模型、Bruggeman模型）的局限性，并引入考虑界面热阻（Kapitza电阻）的更精细模型。重点分析在具有温敏性的聚合物溶液中，温度梯度如何诱发额外的流动（Soret效应的流体版本），以及界面对相分离动力学的影响。第六章：电场和磁场对界面流动的诱导本章聚焦于外部场对界面性质和界面驱动流动的操纵。对于介电液体，我们将详细讨论电润湿现象（EWOD）的机理，以及如何在微流控器件中利用电场梯度诱导流体运动（电渗透流EO）。在磁流体方面，本章将分析磁性纳米颗粒分散体中的磁流变效应，特别是当颗粒发生链式聚集时，如何通过外部磁场快速改变流体的黏度或弹性模量。此外，还将讨论界面电泳（）在分离和操控生物分子时的应用，并分析不同电解质浓度下电双层厚度的变化对电泳迁移率的敏感性。第三部分：宏观工程应用与案例分析本部分将前述微观机制的应用转化为实际工程问题的解决方案。第七章：复杂流体制备与加工中的界面控制本章将讨论界面调控在流体制备过程中的重要性。在乳液和微胶囊的制备中，如何通过精确控制液滴的剪切速率、乳化剂浓度和混合时间来确保目标粒径分布和壳层厚度。重点分析了高剪切乳化、喷雾干燥以及反应性乳液聚合中，界面动力学对最终产品形貌和稳定性的决定性作用。对于生物材料，本章将探讨细胞外基质（ECM）的组装过程，界面张力如何影响纤维的形成和网络的交联密度。第八章：微尺度与生物系统中的界面效应微流控技术是研究界面流动的理想平台。本章将分析在微米尺度通道内，由于通道壁面效应显著导致的黏性流体与牛顿流体行为的差异。我们将详细解析如何利用界面诱导的效应（如Marangoni效应、电毛细效应）在无泵驱动下实现液体的精确分选和混合。在生物应用方面，本章将探讨血液（一种典型的粘弹性、多相流体）在血管网络中的流动特性，界面损伤（如红细胞膜与内皮细胞的相互作用）如何影响血液的流变性能和血栓形成的风险。第九章：先进功能材料的界面设计与性能预测本章将总结如何将界面科学知识应用于设计具有特定功能的先进材料。讨论了响应性水凝胶的界面修饰策略，以实现对pH、温度或光照的快速响应。对于自修复材料，我们将研究裂纹尖端的能量耗散机制，其中界面处的分子重组和氢键的动态断裂起着关键作用。最后，本章将展望计算流体力学（CFD）在模拟复杂界面系统中的最新进展，特别是涉及相场（Phase Field）方法和格子玻尔兹曼方法（LBM）在处理自由界面流动问题上的优势与挑战。总结：本书通过严谨的理论推导、详尽的实验方法介绍以及丰富的工程实例，构建了一个从基础流变学到界面耦合输运、再到实际工程应用的完整知识体系，为从事复杂流体研究、材料科学和生物工程领域的科研人员和工程师提供了深入的参考。