Toxicity Testing in the 21st Century pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:Not Available (NA)

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页数:216

译者:

出版时间:2007-10

价格:$ 40.68

装帧:

isbn号码:9780309109925

丛书系列:

图书标签:

• 毒理学
• 毒性测试
• 21世纪
• 药物安全性
• 化学品安全
• 风险评估
• 替代方法
• 体外实验
• 法规
• 生物技术

新视野：面向未来的材料科学与工程进展 图书简介 本书深入探讨了当代材料科学与工程领域的前沿动态与未来发展方向，聚焦于如何通过创新性的材料设计、先进的制造技术以及跨学科的融合应用，来应对当前社会在能源、环境、生物医学和信息技术等关键领域所面临的严峻挑战。本书的构建旨在为科研人员、工程师以及高年级本科生和研究生提供一个全面、深入且极具启发性的知识框架，不仅梳理了现有技术的成熟路径，更着重阐述了颠覆性创新所需的理论基础与实验方法。 第一部分：前沿材料的设计与合成 第一章：超材料与智能结构的革命 本章详细剖析了超材料（Metamaterials）和超表面（Metasurfaces）在调控电磁波、声波乃至机械波方面的独特能力。重点讨论了负折射率材料、零折射率材料的设计原理，以及如何通过结构而非成分来赋予材料前所未有的宏观特性。内容涵盖了光子晶体、声学超材料在隐身技术、高效能量捕获与传感方面的最新突破。同时，深入探讨了形状记忆合金、压电材料等智能材料在构建自适应结构和机电耦合系统中的应用潜力。讨论了基于拓扑学原理设计稳定、鲁棒的新型材料构型的研究进展。 第二章：二维材料的深化探索与应用 继石墨烯的巨大成功之后，本章聚焦于其他二维（2D）材料家族的拓展，包括过渡金属硫化物（TMDs，如 $ ext{MoS}_2$, $ ext{WS}_2$）、黑磷（Phosphorene）以及氮化硼等。详细分析了这些材料在量子尺度下的电子结构、独特的异质结形成机制，以及如何通过层数控制、掺杂和表面工程来精细调控其电学、光学和催化性能。特别关注了二维材料在下一代高密度存储器件、柔性电子学和高灵敏度生物传感器中的集成化挑战与解决方案。 第三章：高熵合金与复杂相材料的结构-性能关系 本章将视角转向金属材料领域，深入探讨了高熵合金（High-Entropy Alloys, HEAs）的“多主元”设计理念。阐述了随机性、等原子比、晶格畸变如何影响材料的相稳定性、机械性能（如超高强度、韧性）、耐腐蚀性及高温蠕变行为。此外，也探讨了其他复杂相材料，如具有特定晶体结构的金属间化合物和陶瓷基复合材料的微观结构演化及其对宏观力学响应的影响。讨论了计算热力学和高通量计算方法在加速复杂合金筛选中的作用。 第二部分：先进制造技术与过程控制 第四章：增材制造（3D打印）的技术瓶颈与材料创新 本章全面回顾了增材制造技术（如SLM, EBM, SLA）在高性能部件制造中的应用，并着重分析了当前制约其规模化和可靠性的核心技术难题。重点讨论了如何针对增材制造过程中的快速凝固、液态金属流动和热应力累积问题，开发具有特定微结构和无缺陷的新型金属粉末或聚合粉末。此外，深入探讨了“过程监测与闭环控制”技术，如何利用原位传感和机器学习来实时纠正制造过程中的偏差，确保最终产品的性能一致性。 第五章：界面工程与异质结构体的构筑 材料的性能往往由界面决定。本章系统阐述了如何通过精确控制不同材料之间的界面，实现性能的协同增强。内容包括：原子层沉积（ALD）在超薄功能层制备中的精确度优势；纳米复合材料中增强相与基体的界面结合机制；以及如何利用模板引导或自组装技术来构筑具有明确取向和缺陷控制的异质结。特别分析了界面缺陷（如晶界、位错簇）在电荷传输和机械失效中的关键作用。 第六章：原位表征技术在动态过程研究中的应用 为了理解材料在真实服役条件下的行为，本章强调了原位（In-situ）和非平衡态表征技术的重要性。详细介绍了在同步辐射光源、高分辨率透射电镜（HRTEM）或高场核磁共振（NMR）等先进平台上，实时观察材料在应力加载、加热/冷却、化学反应或辐射照射下微观结构变化的实验方法。通过案例研究，展示了如何利用这些技术解析相变动力学、晶格弛豫过程以及催化剂活性位点的实时演变。 第三部分：跨学科应用与未来挑战 第七章：能源转换与存储系统的材料基础 本章聚焦于支撑可持续能源未来的关键材料。在电池领域，深入探讨了固态电解质的设计原则、高电压正极材料的稳定性问题，以及锂/钠/镁等多元离子电池的电化学挑战。在光伏领域，分析了钙钛矿太阳能电池的长期稳定性机制以及如何通过界面钝化技术来提高器件寿命。对于催化领域，探讨了新型多孔材料（如MOFs, COFs）在二氧化碳捕获与转化、以及高效析氢反应（HER）中的应用。 第八章：生物相容性材料与组织工程 本章关注材料科学与生物学的交叉前沿。详细讨论了用于植入物和医疗器械的生物惰性与生物活性材料的选择标准。着重分析了可降解聚合物的设计，使其在体内能够以可控速率降解并释放药物。在组织工程方面，探讨了如何利用生物墨水（Bio-inks）和器官打印技术，结合梯度支架材料，来模拟天然细胞外基质（ECM）的复杂微环境，从而引导细胞的增殖和分化。 第九章：先进计算材料学：从第一性原理到数据驱动 本章阐述了计算方法在加速材料发现中的核心地位。首先回顾了密度泛函理论（DFT）在预测材料基本性质（如能带结构、晶格常数）中的应用。随后，重点转向机器学习（ML）和人工智能（AI）在材料信息学（Materials Informatics）中的整合。讨论了如何构建高通量的材料数据库、如何利用高斯过程回归或深度神经网络来快速筛选具有特定宏观性能的候选材料，并展望了“自主材料合成实验室”的未来图景。 结论：迈向可持续和智能化的材料未来 本书最后总结了当前材料研究的关键瓶颈，并指出跨学科协作是突破现有技术限制的必然路径。强调了在材料设计中必须内嵌可持续性（循环经济、低能耗合成）和功能集成的理念，以期在未来几十年内，通过材料创新驱动社会向更高效、更智能、更具韧性的方向发展。

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