Trends In Chemistry Of Materials pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:World Scientific Publishing Company

作者:C. N. Rao

出品人:

页数:600

译者:

出版时间:2008-7-21

价格:USD 152.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9789812833839

丛书系列:

图书标签:

化学
材料化学
材料科学
化学趋势
纳米材料
功能材料
高分子化学
无机化学
有机化学
材料合成

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具体描述

In this collection, the author has compiled a set of his papers representing some of the highlights of materials chemistry. It features a section on oxidic materials, which includes high-temperature superconductivity, colossal magnetoresistance, electronic phase separation and multiferroics. The author has also included novel methods for making gallium nitride, boron nitride and such materials, by using precursors and the urea decomposition route. Moreover, there is a section dealing with open-framework and hybrid materials of which the latter has a great future since one can make use of the rigidity of inorganic structures and the functionality and flexibility of the organic residues to design materials with novel properties.

Contents:Chemical Synthesis of Solid Inorganic Materials; Virtues of Marginally Metallic Oxides; Phase Transitions and the Chemistry of Solids; Chemical Insights into High-Temperature Superconductivity; New Routes to Multiferroics (with C R Serrao); Aufbau Principle of Complex Open-Framework Structures of Metal Phosphates with Different Dimensionalities (with S Natarajan et al.); Coordination Polymers and Hybrid Networks of Different Dimensionalities Formed by Metal Sulfites (with K P Rao); Inorganic Nanotubes (with M Nath); Ammonia Sensors Based on Metal Oxide Nanostructures (with C S Rout et al.); and other papers.

深入材料科学前沿：精选导论与应用本书简介：本书旨在为材料科学领域的研究人员、工程师和高级学生提供一个全面而深入的导论，涵盖当前最热门的研究方向、核心理论基础以及新兴技术的应用实例。内容侧重于功能性材料的结构-性能关系、先进表征技术及其在能源、环境和生物医学领域的突破性应用。我们避免了对传统化学反应机理的冗余讨论，转而聚焦于如何通过精准的材料设计来解决当代工程和科学挑战。第一部分：先进功能材料的设计原理与合成策略本部分深入探讨了下一代功能材料的理性设计方法。我们从晶格工程与缺陷控制的视角出发，详细阐述了如何通过精确调控材料的亚原子结构来优化其宏观性能。 1.1 拓扑材料与低维体系的电子特性调控：重点介绍了二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物TMDCs）的范德华异质结构建及其在电子学和光电子学中的潜力。我们讨论了通过扭转角工程（Twistronics）实现的超导性、电荷密度波和新奇磁性的产生机制。此外，对拓扑绝缘体和半金属的能带结构及其表面态的理论描述与实验验证进行了深入分析，强调其在低功耗器件中的应用前景。 1.2 复杂氧化物与多铁性的研究：本章聚焦于钙钛矿结构氧化物在铁电、铁磁和压电效应耦合方面的研究进展。详细解析了界面效应在多铁性材料中的关键作用，例如界面应力、电荷转移如何有效调控不同序参量之间的耦合强度。内容包括了薄膜沉积技术（如脉冲激光沉积PLD、原子层沉积ALD）如何实现对界面层级结构的精确控制，以及如何利用这些材料开发高灵敏度的传感器和非易失性存储器。 1.3 金属有机框架（MOFs）与共价有机框架（COFs）的结构多样性与孔隙工程：超越传统的合成方法，本节着重探讨了定向生长、后合成修饰（PSM）等高级策略在构建具有特定孔道结构和功能位点的MOFs/COFs中的应用。重点讨论了如何通过功能化配体或金属节点引入催化活性位点或选择性吸附中心，以优化其在气体分离（如CO2捕获、H2储存）和异相催化中的性能。特别关注了框架结构稳定性在实际应用环境（如湿热条件）下的提升策略。第二部分：先进表征技术与原位/非原位探究材料的性能与其结构密切相关，准确、高分辨率的表征手段是理解和优化材料的关键。本部分侧重于那些能够提供化学态、应变分布、动态行为等关键信息的先进技术。 2.1 电子显微学：高通量与原子尺度成像：详述了球差校正透射电子显微镜（STEM）在原子分辨率成像中的最新进展，特别是利用HAADF、ABF技术对轻元素和缺陷位点进行识别。重点内容包括：如何利用EELS（电子能量损失谱）进行亚纳米尺度的价态和化学键信息的定量分析，以及同步辐射X射线吸收谱（XAS）在研究复杂结构材料电子结构方面的应用。同时，介绍了原位TEM技术，如何实时观察晶格弛豫、相变或电化学反应过程中的结构演变。 2.2 谱学技术在界面与表面分析中的深化应用：本章关注表面敏感技术，如X射线光电子能谱（XPS）的空间分辨能力提升和二次离子质谱（SIMS）的深度剖析能力。着重讲解了如何结合拉曼光谱和表面等离子体制激（SPR）技术，用于监测纳米颗粒表面的吸附物种和表面电子态的快速变化，这对于理解异相催化剂的活性位点至关重要。 2.3 中子与同步辐射X射线散射技术：对于大尺度结构（如多孔材料的孔隙网络、高熵合金的短程有序结构）的无损探测，中子散射（SANS/ND）和同步辐射小角X射线散射（SAXS）是不可或缺的工具。本节详细阐述了如何利用这些技术获取材料在不同温度、压力或磁场下的时间-空间平均结构信息，并结合PDF（对PDF函数）分析来研究短程有序结构。第三部分：材料在关键能源与环境技术中的应用本部分将理论与前沿技术相结合，聚焦于解决全球能源与环境问题的材料系统。 3.1 固态电解质与下一代电池化学：重点讨论了锂离子电池（LIB）向固态电池（SSBs）转型的关键挑战，特别是界面阻抗和析锂问题。深入分析了硫化物、氧化物和聚合物三大类固态电解质的离子传导机理，以及如何通过陶瓷/聚合物复合或薄膜沉积技术来优化固-固界面的接触质量和稳定性。同时，简要介绍了钠离子电池和镁离子电池中新型电极材料的探索。 3.2 光催化与二氧化碳还原：本章详细考察了半导体光催化剂（如氮化碳g-C3N4、改性TiO2）的设计策略，以提高可见光响应范围和载流子分离效率。阐述了表面缺陷工程和贵金属或过渡金属氧化物单原子位点负载在提升催化活性和选择性方面的作用。特别关注了如何通过光电化学池（PEC）测试系统来准确评估材料的本征光吸收和电荷转移效率，用于CO2到燃料分子的转化。 3.3 生物相容性与植入材料的界面工程：在生物医学领域，材料与活体环境的相互作用决定了其功能。本节探讨了生物活性涂层的设计，例如如何通过表面等离子体共振或基因负载技术来调控细胞粘附和组织再生。重点关注可降解聚合物和陶瓷基复合材料的力学性能与降解速率的匹配性，以及如何利用表面微纳结构来引导干细胞的分化方向。结语：本书结构严谨，内容新颖，强调跨学科知识的融合，旨在推动读者从传统材料视角向现代材料信息学（Materials Informatics）驱动的理性设计方向转变，为未来材料科学的研究与开发提供坚实的理论支撑和前沿指引。