自組裝納米結構

內容概要

本書的原作者是在海外長期從事納米材料研究的五位年輕有為的知名華裔學者，全書匯集了他們在納米結構自組裝科學與技術領域取得的最新研究成果，也是對當代納米材料科學與技術領域部分研究工作的階段性總結。    納米材料的研究與發(fā)展涉及組裝與合成、性能表征和應用開發(fā)，本書從基礎層面入手，循序漸進，由淺入深，圖文并茂，集思想性、知識性、趣味性和通俗性于一體，全面介紹了自組裝化學與物理、自組裝結構表征和自組裝結構的性質。本書主要內容包括：分子自組裝與合成自組裝的納米結構，天然自組裝納米結構，基于刻蝕技術的納米結構制作，納米晶體自組裝，納米材料的結構特性和化學功能性，納米結構的化學反應性、電化學性質和傳輸性質、光和電子功能，金屬納米材料的光學和動力學性質。    本書的主要譯者都是在國內長期從事納米材料基礎研究的中青年專家，他們力求能夠準確地將這部著作的中文版呈現給國內的廣大讀者。    本書適合于從事納米材料與工程、物理學、化學化工、生命科學等領域的納米科學技術的科研人員使用，也可作為高等院校相關專業(yè)的研究生及高年級本科生學習參考書。

書籍目錄

第1章 導論1第2章 合成自組裝材料：原理和應用62?1 微觀和宏觀的相互作用62?1?1 分子間的相互作用能62?1?2 宏觀相互作用能82?1?3 氫鍵、疏水作用和親水作用92?2 表面活性劑和親水性分子102?3 從分散狀態(tài)到凝聚狀態(tài)的轉變：自組裝的開始112?4 堆積幾何：獲得所需的自組裝結構142?4?1 表面活性劑濃度的影響162?4?2 鏈長的影響162?4?3 共溶劑的影響162?4?4 鹽和離子的影響172?5 自組裝嵌段共聚物納米結構172?6 液晶結構和無機材料的自組裝192?6?1 陽離子表面活性劑和陰離子硅酸鹽的相互作用222?6?2 其他表面活性劑、聚合物和陶瓷間的相互作用242?7 智能納米材料262?7?1 分子識別262?7?2 響應性納米材料34參考文獻39第3章 自然界中納米材料473?1 生物納米材料中的多尺度有序和功能473?2 天然納米材料的層次有序性483?2?1 生物世界中的基本“建筑材料”蛋白質483?2?2 骨組織中的層次結構493?2?3 貝殼復合礦物質513?3 生物納米材料中有機相的多功能性523?3?1 對力學性能的貢獻523?3?2 無機礦物質的分子直接自組裝563?3?3 傳感、制動和響應58參考文獻66第4章 納米晶體的自組裝694?1 納米晶體694?2 多面體納米晶體的形狀704?2?1 類立方體納米晶體714?2?2 四面體納米晶體724?2?3 八面體和平截八面體納米晶體724?2?4 孿晶和堆垛層錯734?2?5 多孿二十面體、十面體粒子744?2?6 類棒狀納米晶體的晶面形狀764?2?7 表面缺陷774?2?8 納米晶體的表面重構784?2?9 超微粒子和幻數794?3 納米晶體的自組裝814?3?1 表面鈍化824?3?2 粒子間的鍵合844?4 粒子的溶液相自組裝844?4?1 金屬納米晶體854?4?2 半導體納米晶體864?4?3 金屬磁性納米晶體884?4?4 氧化物納米晶體894?5 自組裝技術914?5?1 單分散納米晶體的尺寸選擇914?5?2 具有固定尺寸/相的納米粒子的組裝924?5?3 納米晶體自組裝的生長機理924?6 自組裝納米晶體的性能944?7 模板輔助自組裝974?7?1 納米孔道陣列輔助自組裝974?7?2 自組裝的自然結構984?7?3 碳納米管陣列的催化輔助生長984?7?4 QDs的應力驅動自組裝994?8 小結100參考文獻100第5章 納米結構的表征1065?1 X射線衍射106 5?1?1 自組裝晶體學1065?1?2 納米晶體的結構1075?2 掃描探針顯微鏡1095?3 掃描電子顯微鏡1115?4 透射電子顯微鏡1145?4?1 像的形成1145?4?2 襯度機理1155?4?3 納米晶體的形狀1175?4?4 自組裝結晶學1195?4?5 形狀可控納米晶體的自組裝1205?4?6 自組裝的缺陷1255?4?7 自組裝結構的化學成像1325?4?8 原位結構轉變1355?5 小結137參考文獻137第6章 利用刻蝕技術制作納米結構1406?1 制作技術和納米刻蝕1406?2 X射線、電子束和離子束刻蝕技術1416?2?1 X射線刻蝕技術1426?2?2 電子束和離子束刻蝕技術1426?3 納米粒子的刻蝕技術1436?4 掃描探針刻蝕技術1466?4?1 分辨率和納米制作1466?4?2 以STM為基礎的納米刻蝕技術1486?4?3 以AFM為基礎的納米刻蝕技術1506?5 小結153參考文獻154第7章 納米結構的化學和光化學反應1597?1 納米材料的氧化還原電位1597?1?1 量子尺寸限域效應1597?1?2 表面效應1607?1?3 光效應1607?2 光化學和化學反應1617?2?1 光化學反應1617?2?2 無光化學反應1627?3 光電化學反應1637?4 光催化作用和環(huán)境方面的應用1647?4?1 小無機物分子1647?4?2 大有機分子1657?4?3 水污染控制1657?4?4 控制空氣污染1677?5 分子識別和表面特殊相互作用167參考文獻171第8章 半導體納米材料的光、電及動力學性質1808?1 在低維體系中的能級和態(tài)密度1808?1?1 能級1808?1?2 態(tài)密度1818?2 電子結構和電學性質1828?2?1 納米材料的電子結構1828?2?2 電子-聲子相互作用1838?3 半導體納米材料的光學性質1848?3?1 吸收：直接和間接躍遷1848?3?2 發(fā)射：光致發(fā)光和電致發(fā)光1898?3?3 非線性光學性質1928?3?4 單粒子波譜1948?4 光學性質的應用1978?4?1 激光器和發(fā)光二極管1978?4?2 光伏打太陽能電池1988?4?3 濾光器：光子帶隙材料1998?4?4 其他應用1998?5 半導體納米粒子的載流子動力學2018?5?1 譜線寬度和電子退相2018?5?2 電荷載流子弛豫2028?5?3 電荷載流子俘獲2028?5?4 電子-空穴復合2038?5?5 電荷轉移209參考文獻213第9章 金屬納米材料的光學、電學和動力學性質2309?1 金屬納米粒子和組裝體的靜態(tài)吸收性質2309?2 金屬粒子發(fā)光2349?3 表面增強拉曼散射2359?4 譜線寬度和電子退相2359?5 電子弛豫動力學2369?6 電子-聲子的相互作用2379?7 金屬納米粒子的單一粒子波譜學2389?8 金屬納米粒子應用238參考文獻239第10章 納米粒子組裝體的電化學性質24310?1 引言24310?2 經典庫侖階躍現象24410?3 納米粒子量子化電容充電24610?3?1 單分子層保護納米粒子的合成與分離24610?3?2 納米粒子量子化電容充電行為25010?3?3 納米粒子的自組裝單分子層25710?3?4 納米粒子量子化電容充電行為的溶劑效應25810?3?5 整流充電行為的電壓控制26310?3?6 電子傳遞動力學26410?4 納米粒子的體相電化學27210?4?1 固態(tài)電導率27210?4?2 電活化功能基團27310?5 結束語276參考文獻276

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