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出版者:

作者:江冰 编

出品人:

页数:311

译者:

出版时间:2001-1

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787111092193

丛书系列:

图书标签:

• 电子技术
• 基础
• 电路
• 模拟电路
• 数字电路
• 电子元件
• 应用
• 入门
• 教材
• 实训

精选深度阅读：技术浪潮下的新视野 图书名称： 现代文明的基石：材料科学与工程前沿探索 图书简介 在信息爆炸与技术飞速迭代的今天，我们身处的物质世界正经历着一场深刻的变革。这不仅仅是软件层面的升级，更是对构成万物之本——材料——的认知和驾驭能力的飞跃。《现代文明的基石：材料科学与工程前沿探索》是一部深度剖析当前材料学领域革命性进展的专著，旨在为工程师、科研人员以及对未来科技发展抱有浓厚兴趣的读者提供一个全面、系统且极具前瞻性的知识框架。 本书摒弃了传统的、仅侧重于基础物性介绍的叙事方式，而是将焦点锁定在“功能化、智能化与可持续性”这三大核心驱动力上，引领读者穿梭于原子尺度到宏观应用的广阔疆域。 第一部分：基础范式的重塑——超越经典晶体学 本部分深入探讨了材料科学思维的根本转变。我们不再满足于描述现有材料的性能，而是着眼于如何“按需设计”。 首先，高熵合金（HEA）的崛起被置于核心地位。书中详细阐述了五元及以上元素随机混合所带来的熵稳定机制，及其在极端温度和高应力环境下的优异表现。我们不仅分析了相稳定性判据（如Hume-Rothery规则的扩展），还探讨了如何利用机器学习模型预测其微观结构演变路径，为航空航天结构件和核能反应堆材料的设计提供了新思路。 其次，拓扑材料的奇特电子行为被系统化地介绍。从狄拉克半金属到能谷电子学，本书详细解析了表面态和体态之间的界限模糊，以及如何利用拓扑保护的电子流实现超低能耗的信号传输。这部分内容与当前对量子计算和下一代集成电路的探索紧密相关。我们不只是停留在理论层面，更展示了如何通过外场调控（如磁场或应变）来激活或抑制拓扑相变。 第二部分：能源革命的物质载体——储能与转换的极限挑战 能源是驱动现代工业和社会运转的命脉。本书将大量篇幅献给那些正在重新定义能源存储和利用效率的前沿材料。 在固态电池技术领域，本书全面评估了氧化物、硫化物和聚合物电解质的优势与瓶颈。特别关注了界面化学反应——锂枝晶的形成机制、固体电解质界面（SEI）的动态演变，以及如何通过引入功能性涂层或梯度结构来确保高电流密度下的循环稳定性。读者将清晰了解到，从实验室概念到大规模商业化，材料科学需要跨越的鸿沟。 对于催化材料，本书聚焦于单原子催化（SAC）和二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）在电化学二氧化碳还原（CO2RR）和析氢反应（HER）中的应用。通过密度泛函理论（DFT）计算的辅助分析，我们揭示了活性位点周围的电子结构如何影响吸附能和反应能垒，从而指导新型、高效、廉价的催化剂的理性设计。 第三部分：智能与自适应材料——赋予结构生命力 “智能”不再是电子设备的专属标签。本部分探索了材料如何感知、响应并改变自身形态或功能。 响应性聚合物和形状记忆合金（SMA）是本章的重点。我们详细区分了热驱动、光驱动和电驱动的响应机制。例如，在形状记忆聚合物中，如何通过精确控制交联密度和玻璃化转变温度（Tg）来编程其“记忆”和“恢复”过程，这在微型机器人、可穿戴医疗器械和自修复结构中有巨大潜力。 更进一步，本书讨论了活体材料（Bio-inspired Materials）。这包括仿生矿化过程在陶瓷合成中的应用，以及如何利用水凝胶和生物相容性聚合物构建具有自我修复能力的组织工程支架。书中强调了从自然界中汲取灵感，实现宏观机械性能与生物相容性的和谐统一。 第四部分：可持续性与循环经济中的材料创新 面对全球资源有限和环境压力，材料科学必须承担起绿色转型的重任。 本部分着眼于先进回收技术，特别是针对复杂复合材料（如碳纤维增强塑料CFRP）的化学解聚和热解技术。书中对比了不同的回收路径对碳足迹的影响，并提出了“从摇篮到摇篮”的设计理念，即材料在设计之初就应考虑其未来的可拆解性与再利用价值。 此外，新型生物基高分子材料的性能提升是关键议题。我们深入分析了聚乳酸（PLA）及其共聚物的增韧改性方法，以及如何通过精确控制聚合度和分子量分布来优化其热稳定性和力学性能，使其能够替代部分传统石化基塑料。 总结与展望 《现代文明的基石：材料科学与工程前沿探索》不仅是一本知识的汇编，更是一份对未来制造、能源和生活方式的深刻预言。它要求读者跳出现有的学科藩篱，拥抱跨学科的思维模式——材料科学家需要理解量子力学，工程师需要洞察生物化学，而设计师则需要掌握原子排列的艺术。本书的最终目的，是激发新一代创新者，去驾驭物质的潜能，构建一个更高效、更智能、更可持续的未来世界。 目标读者群： 材料学、化学工程、机械工程、物理学等相关专业的高年级本科生、研究生，以及致力于前沿技术研发的行业工程师和研究人员。

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