Developments in Strategic Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Wiley-American Ceramic Society

作者:Lin; Garcia, Jesus; Koumoto

出品人:

页数:310

译者:

出版时间:2008-12-22

价格:USD 89.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780470345009

丛书系列:

图书标签:

• 战略材料
• 材料科学
• 工程材料
• 材料工程
• 先进材料
• 金属材料
• 合金材料
• 功能材料
• 材料发展
• 战略资源

《新材料革命：塑造未来世界的隐形力量》 在人类历史的长河中，材料的进步始终是文明演进的关键驱动力。从石器时代的石头，到青铜时代的金属，再到铁器时代的钢铁，每一次材料的革新都深刻地改变了我们的生活方式、社会结构乃至文明的走向。如今，我们正站在又一次材料革命的风口浪尖。不同于以往，这场革命不再仅仅局限于性能的微小提升，而是以前所未有的速度和广度，探索和创造那些能够颠覆现有认知、解决重大挑战的“新材料”。《新材料革命：塑造未来世界的隐形力量》一书，正是聚焦于这场正在发生的、深刻影响我们未来的材料变革，深入剖析那些鲜为人知却至关重要的“新材料”如何成为驱动科技进步、经济发展和社会变革的强大引擎。 本书并非对已有的材料科学进行简单罗列或百科式介绍，而是以一种更加宏观和前瞻性的视角，去揭示新材料背后蕴含的深层逻辑、技术突破以及它们所带来的颠覆性应用前景。它旨在引导读者超越对传统材料的固有认知，去理解那些正在默默改变我们世界的“隐形力量”。 第一部分：新材料的黎明——从基础科学到前沿突破 本部分将带领读者一同回顾材料科学的发展历程，但重点将放在孕育新材料的土壤——基础科学的突破上。我们将探讨量子力学、纳米科学、生物技术等前沿学科如何为新材料的诞生提供了理论指导和技术支撑。 量子世界的启示： 量子点、拓扑材料等基于量子效应的新材料，如何打破经典物理学的限制，展现出前所未有的电学、光学和磁学特性？我们将解析它们如何在量子计算、高级传感器和高效能源转换中扮演核心角色。 纳米尺度上的魔术： 纳米材料，如石墨烯、碳纳米管、金属有机框架（MOFs）等，因其独特的表面积、结构和量子尺寸效应，在催化、分离、储能、生物医学等领域展现出巨大的潜力。本书将深入探讨如何通过精确控制纳米结构，实现材料性能的飞跃。 仿生学的灵感： 自然界亿万年的进化孕育了无数精巧绝伦的材料结构和功能。我们将剖析如蜘蛛丝、贝壳、植物叶片等仿生材料的设计原理，以及如何将其应用于制造更轻、更强、更环保的复合材料和智能材料。 增材制造的赋能： 3D打印（增材制造）技术的发展，使得材料的设计和制造不再受限于传统工艺的束缚。本书将探讨如何利用增材制造技术，实现复杂结构的材料打印，以及定制化、功能化的新材料开发。 第二部分：驱动变革的力量——新材料在关键领域的应用 在新材料的理论基础得到阐释后，本书将聚焦于它们在各个关键领域的实际应用，展示新材料如何从实验室走向现实，并逐步渗透到我们生活的方方面面。 能源的未来： 应对全球能源挑战，新材料是核心。本书将深入探讨： 太阳能电池： 新一代高效、柔性、低成本的光伏材料（如钙钛矿太阳能电池、有机太阳能电池），如何加速清洁能源的普及。 储能技术： 新型锂离子电池材料、固态电池、超级电容器等，如何提升能量密度、充电速度和安全性，解决电动汽车和可再生能源并网的瓶颈。 氢能： 催化剂材料在氢气生产、储存和燃料电池中的关键作用，以及如何开发高效、低成本的氢能相关材料。 核聚变材料： 探索能够承受极端高温和辐射的下一代核聚变反应堆材料，为实现可持续的清洁能源提供可能。 信息与通信的革新： 半导体材料： 突破传统硅基半导体的极限，探索如宽禁带半导体（SiC、GaN）、二维材料等在高速运算、高频通信、功率电子器件中的应用。 显示技术： OLED、QLED、Micro-LED等新型显示材料，如何带来更鲜艳的色彩、更低的能耗和更灵活的显示形态。 光学与光子学： 超材料、光纤通信材料、量子通信材料等，如何推动通信速度的指数级增长，并开启新的通信范式。 柔性电子与可穿戴设备： 柔性基底材料、导电油墨、传感器材料等，如何催生出可以弯曲、折叠甚至拉伸的电子设备，并实现更自然的交互方式。 医疗健康的进步： 生物医用材料： 医用高分子、生物陶瓷、金属合金等在人工关节、心脏支架、药物缓释系统等方面的应用，以及如何实现更好的生物相容性和功能性。 诊断与成像： 纳米探针、造影剂、生物传感器等，如何提高疾病的早期诊断精度和效率。 再生医学与组织工程： 生物支架材料、干细胞培养基质等，如何支持受损组织的修复与再生。 精准医疗： 新型药物递送系统，如何实现药物的精准靶向释放，提高疗效并减少副作用。 航空航天与国防安全： 轻质高强材料： 碳纤维复合材料、铝锂合金、钛合金等，如何制造更轻、更坚固的飞机、航天器，降低发射成本，提高燃油效率。 耐高温材料： 陶瓷基复合材料、高温合金等，如何应对航空发动机和航天器在高速度、高温度环境下的挑战。 智能材料与隐身材料： 形状记忆合金、压电材料、吸波材料等，如何应用于先进的飞行器设计、传感器系统和战场防护。 极端环境材料： 能够承受太空辐射、极端温差、高压等环境的新材料，为深空探索和军事应用提供保障。 可持续发展与环境保护： 环保材料： 生物可降解塑料、回收材料、绿色化学合成材料等，如何减少对环境的污染。 水处理与空气净化： 高效吸附材料、催化剂、膜材料等，如何解决水资源短缺和空气污染问题。 碳捕获与利用： 新型吸附剂和催化剂，如何有效捕获二氧化碳，并将其转化为有用的化学品或燃料。 可持续建筑材料： 高性能保温材料、自修复混凝土、低碳水泥等，如何建设更节能、更环保的城市。 第三部分：挑战与机遇——新材料的未来之路 本书的最后部分将目光投向新材料发展的未来，探讨前进道路上的挑战，以及我们如何抓住机遇，迎接一个由新材料塑造的更加美好的世界。 规模化生产与成本控制： 许多前沿新材料的实验室成果，在实现大规模工业化生产和降低成本方面仍然面临巨大挑战。本书将探讨如何通过工艺创新、智能制造和供应链优化来克服这一障碍。 标准化与法规： 新材料的引入需要相应的行业标准和法规来规范其生产、应用和安全性，这将是推动新材料市场化进程的关键。 人才培养与知识产权： 跨学科的知识和技能是新材料研发的关键。本书将强调加强人才培养、促进国际合作以及保护知识产权的重要性。 伦理与社会影响： 随着新材料应用的深入，其潜在的伦理和社会影响也需要得到充分的关注和讨论，例如材料的生命周期评估、资源的可持续性以及对就业结构的影响。 人与材料的和谐共生： 最终，新材料的发展目标是为了更好地服务于人类社会和地球的可持续发展。本书将倡导一种以人为本、与环境和谐共生的人类材料关系。 《新材料革命：塑造未来世界的隐形力量》一书，旨在成为一部兼具深度、广度和前瞻性的指南，帮助读者理解新材料的巨大潜力，洞察其背后的科学原理与技术突破，并认识到它们在塑造我们未来生活、经济和社会中所扮演的不可或缺的角色。通过阅读本书，您将不仅仅是了解新材料，更是能够预见一个由这些“隐形力量”驱动的、充满无限可能的未来。

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