Polymers, Liquids And Colloids In Electric Fields pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Tsori, Yoav (EDT)/ Steiner, Ullrich (EDT)

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:2009-2

价格:$ 112.00

装帧:

isbn号码:9789814271684

丛书系列:

图书标签:

• Polymers
• Liquids
• Colloids
• Electric Fields
• Electrohydrodynamics
• Dielectrophoresis
• Material Science
• Physics
• Engineering
• Rheology

《物质的奇妙舞蹈：探索电场如何重塑我们熟悉的形态》 本书将带您踏上一段引人入胜的旅程，深入探究物质在电场作用下的非凡转变。我们将聚焦于那些在日常生活中随处可见，却又常常被忽视的奇妙物质形态——聚合物、液体与胶体，揭示它们如何在无形电力的雕塑下，展现出令人惊叹的动态行为和结构重组。 核心内容概述： 我们首先将从基础出发，深入解析聚合物的独特分子结构及其与电场的相互作用。您将了解到，长链状的聚合物分子并非静止不动，而是拥有丰富的电荷分布和可极化的能力。当外部电场施加时，这些聚合物链会发生定向排列、聚集甚至形成复杂的网络结构。本书将详细阐述电场如何影响聚合物的溶解度、粘度、介电性能以及宏观形态，例如在电致伸缩材料、液晶显示器和生物医用聚合物领域的应用。我们将深入探讨电场诱导的聚合物相变、自组装以及在微纳尺度下的精细操控，揭示其在先进材料科学和工程中的巨大潜力。 接着，我们将目光转向液体。虽然液体在宏观上呈现流动性，但在微观层面，其分子间的相互作用和电荷分布也使其对电场敏感。本书将详细介绍电场如何影响液体的介电常数、表面张力、导电性以及流动行为。您将了解到电致流动（electrohydrodynamic flow）现象，它如何在微流控器件中实现精确的液体输送和混合，以及在电纺丝技术中如何形成超细纤维。我们还将探讨电场在电润湿（electrowetting）技术中的作用，这项技术能够动态改变表面的润湿性能，从而实现无机械运动的液体操控，为芯片实验室、显示技术和微流控器件的设计提供了全新的思路。此外，电场对液体界面的稳定性、乳液和泡沫的形成与破裂也都有着深刻的影响，这些都将在书中得到详尽的阐释。 最后，我们将聚焦于胶体。胶体是由分散相粒子均匀分布在连续相中形成的宏观均匀体系，例如牛奶、颜料悬浮液和血液。胶体粒子表面通常带有电荷，这使得它们对电场反应尤为敏感。本书将深入探讨电场如何影响胶体的稳定性和聚集行为。您将了解到电场诱导的胶体聚集，例如在电泳显示技术中，通过控制电场方向和强度来驱动彩色粒子移动，实现信息的显示。我们还将探讨电场在胶体凝胶化、有序结构形成以及动态荧光团和粒子示踪中的应用。例如，电场可以用于控制胶体粒子的定向运动，从而构建人工晶体，或用于测量粒子的电动力学参数。电场对液晶胶体（如棒状或盘状胶体）的有序排列和相变更是研究的热点，本书将对此进行深入的分析。 跨学科视角与前沿应用： 本书并非仅仅是理论的堆砌，更注重将科学原理与实际应用相结合。我们将穿插介绍一系列激动人心的前沿研究和技术应用，包括但不限于： 智能材料： 如何利用电场响应性聚合物和胶体材料，设计出能够根据外部刺激改变形态、颜色或功能的智能器件。 微纳流控： 电场在微流控芯片中的应用，如何实现对微量液体的高精度操控，为疾病诊断、药物筛选和化学合成开辟新途径。 能源领域： 电场在电化学储能、电池技术和催化剂设计中的潜在作用，以及如何通过电场调控材料性能来提高能源转换效率。 生物医学： 电场在细胞操控、药物递送、生物传感和组织工程中的应用，例如电穿孔技术用于基因导入，或电场诱导细胞定向生长。 显示技术： 电泳显示、电润湿显示等技术的原理及其发展，以及如何通过电场精确控制微观粒子的运动来实现高效、低功耗的显示。 本书的独特之处： 本书的撰写旨在为读者提供一个清晰、全面且深入的视角，理解电场如何成为操控物质形态和行为的强大工具。我们避免使用过于晦涩的数学推导，而是通过直观的物理图像和生动的案例来阐释复杂的概念。本书的特点在于： 系统性： 从宏观到微观，从基本原理到前沿应用，系统地梳理了聚合物、液体和胶体在电场下的行为。 前瞻性： 重点关注当前和未来最具发展潜力的研究方向和技术应用。 易读性： 采用清晰的语言和图示，力求让不同背景的读者都能理解和受益。 实用性： 强调理论与实践的结合，为科研人员、工程师以及对科学前沿感兴趣的读者提供宝贵的参考。 无论您是物理学、化学、材料科学、工程学领域的学生、研究人员，还是仅仅对物质世界的奇妙变化充满好奇的探索者，《物质的奇妙舞蹈》都将为您打开一扇全新的窗口，让您领略电场这一无形之力如何与我们熟悉的物质形态共舞，创造无限可能。本书将为您提供一个深入理解和驾驭电场与物质相互作用的全面指南，激发您对未来科技的无限想象。

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这本书的叙事风格，坦率地说，非常学术化，甚至有些冷峻。如果用一个比喻，它更像是一部严谨的学术专著，而非一本旨在激发读者兴趣的科普读物，更别提那些能让人眼前一亮的“突破性见解”了。我期望看到的，是关于如何利用电场精确地控制液滴的破碎与融合过程——这在微反应器技术中至关重要。比如，如何通过脉冲电场实现油包水乳液的精细化控制，以避免传统机械剪切带来的均一性损失。再或者，关于电场诱导的自组装现象，比如在溶液中如何观察到纳米纤维素或蛋白质在电场作用下的取向和排序，进而形成具有特定机械强度的凝胶网络。这本书似乎更侧重于传统的德拜-休克尔理论的扩展和修正，对于新兴的、依赖于高频或非线性电场效应的研究热点，着墨不多。读到后面，我甚至开始怀疑作者是否充分考虑了“电场加热”这一不可避免的副效应在实验中的影响，因为在高强度电场下，介质的温度变化往往会显著改变其黏度和电导率，从而与纯粹的电场效应混淆。这方面的讨论，缺失得令人感到不安。

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作为一名对界面物理有浓厚兴趣的读者，我走进这本书的目的是想深入理解电场如何“重塑”固-液或液-液界面的性质。我期待这本书能够详细讲解，在强电场下，润湿性（Wetting）是如何被动态调控的，尤其是在那些具有高表面活性剂浓度的体系中。比如，经典的电润湿效应（EWOD）机制在处理低介电常数有机溶剂时，其机理是否与水溶液体系存在本质差异？书中如果能提供一些关于表面电势测量技术，以及这些测量结果如何与电场作用下的分子排列模型相互印证的案例，那将极大地提升本书的价值。然而，这本书似乎对“界面”这个概念处理得相对抽象，更多是从体相（Bulk）的电荷密度和极化率角度进行阐述。它似乎忽略了这样一个事实：在许多涉及聚合物和胶体悬浮液的应用中，决定最终性能的关键恰恰是发生在界面处的吸附、构象变化和电荷转移过程。这种对界面动力学的忽视，使得本书在解决实际的分离和沉积问题时，显得理论深度有余而应用广度不足。

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这本书的标题——《聚合物、液体和胶体在电场中》——简直像是一份化学物理学家的午餐菜单，听起来就充满了对微观世界中那些“粘稠”又“会动”的物质的精细操控。我本来期待能在这本书里找到一些关于如何利用电场来调控高分子链的构象、改变纳米颗粒在溶液中的聚集行为的深入讨论。比如，对于乳液体系，电场是否能用于实现更高效的乳化或稳定性的控制？对于黏弹性流体，如何通过电场诱导的介电泳力来改变其流变学特性？我特别想看到一些关于电驱动的微流控芯片中，如何利用电场梯度实现不同大小颗粒的分离和排序的实际应用案例。如果它能详尽阐述界面现象——比如电场对电双层结构的影响，以及这种影响如何反过来作用于宏观的电润湿效应或电驱动的液体迁移——那就太棒了。遗憾的是，这本书似乎把重点放在了纯粹的理论框架构建上，大量篇幅似乎沉浸在复杂的偏微分方程和张量分析中，对于具体的实验技术或工程应用，提及得非常有限，让一个渴望将理论应用于解决实际流体操控问题的读者感到有些意犹未尽。整体来看，它更像是一本面向理论研究人员的工具书，而非面向应用工程师的实用指南。

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翻开这本书，我原本是抱着一种希望探究复杂电活性材料的“内在逻辑”的期待的。我心目中的理想读物，应该能够清晰地梳理出电场作用下，不同尺度上物质响应的异同点：比如，在分子尺度上，永磁矩和诱导偶极矩如何影响介电弛豫；在介观尺度上，如何用电场重构胶体颗粒之间的有效相互作用势；在宏观尺度上，这些微观变化如何累积成可测量的电黏度或电双折射现象。我期待看到一些关于电场场强与弛豫时间之间的定量关系图表，或者关于不同电场频率下，物质响应模式的“相图”。然而，此书给我的感觉是，它在理论推导上非常严谨，但似乎过分追求数学上的完备性，导致很多关键的物理图像被复杂的数学符号所掩盖。例如，关于电泳迁移率的计算，虽然推导过程令人信服，但缺少将不同离子强度、不同电解质的背景下，这些迁移率如何实际变化的案例分析。这使得读者很难将书中的理论与实验室中常见的、充满杂质和复杂环境的真实体系联系起来，读起来颇有一种“空中楼阁”的疏离感。

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这本书的内容，在某种程度上，给我一种时间停滞在上世纪末的感觉。我本以为在探讨“胶体”时，会涉及到当前热门的基于电场的软物质机器人的构建，或者利用电场梯度进行细胞操纵和活体成像辅助方面的技术。例如，如何利用非均匀电场设计出能够响应外部信号而改变运动轨迹的微型载体。或者，在讨论“液体”时，能看到关于电场在快速固化树脂体系中，用于控制微观结构成型的具体案例。遗憾的是，全书的论述似乎仍然围绕着经典的电泳、介电泳和介电弛豫展开，这些都是非常扎实的基础，无可指摘，但缺乏对近年来发展起来的先进技术路线的整合。比如，对于电场在“响应性”软物质（如智能水凝胶）中诱导的相变，如果能有更前沿的探讨，或者对电场对大分子溶液中“熵驱动”组装行为影响的分析，这本书的价值会大大提升。目前看来，它更像是一本为初级研究生提供的，关于电动力学在经典电介质中应用的教科书，而不是一部能引领研究方向的当代参考书。

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