超分子化学-合成受体的分子识别与组装

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出版者:南开大学出版社
作者:刘育
出品人:
页数:624
译者:
出版时间:2001-12
价格:64.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787310016419
丛书系列:
图书标签:
  • 生物化学
  • 化学
  • 超分子
  • 超分子化学
  • 分子识别
  • 合成受体
  • 自组装
  • 主客体化学
  • 化学
  • 材料科学
  • 纳米科学
  • 化学传感器
  • supramolecular chemistry
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具体描述

书籍简介:跨越微观与宏观的物质构建与功能实现 书名: 功能性材料的理性设计与制备 作者: (此处留空,模拟真实出版信息) 出版社: (此处留空,模拟真实出版信息) --- 导言:从原子到系统的宏伟蓝图 在现代科学的前沿,材料科学正经历一场深刻的范式转变。传统的材料发现往往依赖于经验和偶然,而当代的研究则日益倾向于理性设计(Rational Design)——即基于对物质基本组成单元及其相互作用规律的深刻理解,目标明确地构建出具有特定宏观功能的全新物质实体。本书《功能性材料的理性设计与制备》正是聚焦于这一核心理念,系统阐述了如何从分子层面出发,通过精密的结构调控,实现对材料宏观性能的精准操控。 本书旨在为高年级本科生、研究生以及材料研发领域的专业人士提供一本兼具理论深度与实践指导意义的参考读物。它不仅仅罗列了已有的功能材料案例,更侧重于设计原则、合成策略以及性能表征之间的逻辑闭环。 --- 第一部分:设计基石——结构与性能的内在联系 本部分内容奠定了后续所有设计的基础,强调“结构决定功能”这一核心思想在现代材料学中的具体体现。 第一章:信息熵与自下而上的构建策略 本章深入探讨了在有限的自由度内,如何最大化系统所能承载的有序信息。我们分析了热力学驱动力与动力学控制在构建复杂结构中的作用。重点阐述了结构导向剂(Structure Directing Agents, SDA) 的选择原理,不仅仅局限于晶体生长,更扩展到介孔材料和超结构体系的形成。讨论了如何利用几何约束(如限域效应)和能量势垒来锁定目标结构,避免非期望产物的生成。 第二章:界面化学与异质结效应 功能材料的性能往往在界面处被激活或抑制。本章详细剖析了不同物质相交界面上的电子态、应力分布和化学活性。我们从量子力学的角度审视了电子转移、载流子分离等关键过程,解释了为什么精心设计的纳米级异质结(如半导体/半导体、金属/绝缘体)能够显著提升催化、光电转换等效率。探讨了界面缺陷的调控及其对材料整体性能的放大或衰减效应。 第三章:响应性与可逆性:动态材料的理论基础 现代材料不再是静态的,它们必须能够对外界刺激(光、热、电、化学环境)做出可控的响应。本章聚焦于分子机器与可重构材料的理论基础。分析了涉及构象变化、键合解离与重组的反应动力学。特别阐述了如何设计具有明确“开/关”切换机制的分子单元,并将其嵌入到宏观基体中,以实现材料在特定条件下功能状态的快速、可逆转变。 --- 第二部分:合成途径——从分子到阵列的精密控制 本部分聚焦于实现设计蓝图的各种先进合成技术,强调合成的精确性、可控性与可放大性。 第四章:精准纳米尺度的形貌控制 纳米颗粒作为功能单元,其尺寸、形状和表面性质直接决定了宏观性能。本章系统梳理了溶剂热法、微乳液法以及气相沉积法等主流技术。重点分析了成核与生长过程的动力学控制参数,如反应物浓度、温度梯度、表面活性剂的选择等,如何精确地引导晶体生长方向,从而获得具有特定晶面暴露或复杂核壳结构的纳米结构(如纳米棒、纳米花、多面体等)。 第五章:高分子骨架的序列控制合成 对于聚合物基功能材料而言,单体的排列顺序是实现功能的关键。本章深入探讨了受控/活性自由基聚合(如ATRP, RAFT) 等先进聚合技术,这些技术允许对聚合物的分子量、分散度以及端基进行精确调控。此外,还介绍了通过点击化学(Click Chemistry) 实现复杂拓扑结构(如星形、刷形聚合物)的模块化组装,为构建嵌段共聚物和超支化网络提供了强有力的工具。 第六章:模板引导与空间限制组装 当需要构建周期性或准周期的超结构时,模板技术成为不可或缺的手段。本章详细介绍了软模板法(利用表面活性剂形成液晶相)和硬模板法(利用多孔氧化铝或硅胶模板)在制备有序介孔材料和纳米线阵列中的应用。讨论了如何通过调节模板孔径、填充物质的表面能以及脱除模板的条件,来优化最终产物的孔道结构、比表面积和传质效率。 --- 第三部分:功能实现——性能评估与应用拓展 本部分将理论设计和合成手段转化为实际可测量的功能,并展望了未来的应用方向。 第七章:原位/非原位表征技术在性能验证中的应用 理性设计的核心在于验证。本章强调了如何通过先进的表征手段来确认结构-性能的对应关系。重点介绍同步辐射光源下的X射线吸收谱(XAS)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM) 及其衍生的EELS/EDS成像在揭示晶格畸变和元素分布上的能力。此外,深入讨论了电化学循环伏安法(CV) 和时间分辨光谱学如何提供动态的性能反馈,以指导进一步的设计优化。 第八章:能源存储与转换中的理性材料设计 本章选取了最具代表性的应用领域——能源——作为案例分析。讨论了如何通过调控电极材料的离子扩散路径、电子导电性以及界面稳定性来提升电池和超级电容器的性能。例如,针对固态电解质,如何设计具有高离子迁移率且电化学窗口宽的晶体结构;针对光催化剂,如何通过能带工程实现有效的光吸收和电荷分离。 第九章:自适应与智能系统的构建前沿 展望未来,本章探讨了材料设计从静态功能到环境适应性的飞跃。涵盖了多功能集成材料、可修复材料以及生物相容性材料的设计哲学。分析了如何将信息传感、信息处理和响应执行整合到单一材料体系中,以应对复杂、非线性的实际工作环境,为下一代智能传感、药物递送和环境修复系统奠定理论基础。 --- 总结 《功能性材料的理性设计与制备》倡导一种自上而下、理论指导实践的材料创造方法论。它将物理化学、固体物理、有机合成与工程应用紧密结合,旨在培养读者从系统层面思考问题、并能将分子级操作转化为宏观功能实现的能力。本书的深度与广度,使其成为探索先进功能材料领域的必备工具书。

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读后感

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用户评价

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这本书的阅读体验,简直就像一场沉浸式的科学探险。作者以一种非常引人入胜的方式,将超分子化学的精髓展现在我们面前。他对“分子识别”的讲解,绝不是简单的罗列,而是通过深入浅出的语言,剖析了分子之间“对话”的语言——那些微弱却至关重要的非共价相互作用。我特别欣赏作者对“选择性”的强调,即一个合成受体如何能够精准地识别并结合特定的客体分子,而忽略其他相似的分子。这种“挑剔”的背后,是分子精妙的形状、电子分布以及能量上的考量,这种对细节的极致追求,让我对化学分子的世界充满了敬畏。他通过大量的实例,展示了各种各样的合成受体,它们的设计思路和实现方式,都足以令人拍案叫绝。我仿佛看到了一位位化学家,如同技艺精湛的建筑师,在分子尺度上搭建着精巧的“牢笼”,只为捕获那特定的“访客”。本书在“分子组装”方面的论述,也同样精彩。它不仅仅介绍了宏观的自组装行为,更是深入探讨了驱动这种组装的微观力量。从弱相互作用的协同效应,到动力学控制下的有序形成,作者都娓娓道来,让我对物质世界的有序性有了更深刻的理解。我开始思考,我们身边许多看似随机的现象,是否都隐藏着超分子组装的规律?这本书无疑为我打开了新的视野,让我以一种全新的方式去理解物质的构成和行为。

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这是一本让我爱不释手的书,它如同一本精美的画册,又如同一场引人入胜的科普纪录片,将超分子化学的奇妙世界展现在我眼前。作者在阐述“分子识别”时,并没有采用枯燥的学术语言,而是运用了大量的形象比喻和生动的故事,让那些抽象的概念变得触手可及。我特别喜欢他对“识别位点”和“客体分子”之间相互作用的描述,他将这种过程比作一场精密的“舞蹈”,每一个分子都在遵循着特定的“舞步”,以达到最佳的结合效果。这种细腻的描绘,让我对分子之间的“默契”有了更深的理解。本书在“合成受体”的设计方面,更是展现了作者的无穷智慧。他不仅仅介绍了各种各样巧妙的受体结构,更深入地分析了它们的设计理念和应用前景。我被那些能够模拟生物酶功能的合成受体所吸引,它们在催化反应、药物递送等领域的潜在应用,让我对未来的科技发展充满了期待。在“分子组装”的部分,作者更是将读者带入了一个充满创造力的空间。他展示了如何利用弱相互作用,将单个分子“编织”成宏观的功能性材料,这种从微观到宏观的跨越,无不令人惊叹。这本书不仅仅是知识的传递,更是对科学探索精神的赞美。

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这本书给我带来的不仅仅是知识的增长,更是一种思维方式的转变。作者在讲解“分子识别”时,将复杂的化学过程分解得如此清晰,以至于即使是对化学不太了解的读者,也能感受到其中的精妙。他不仅仅强调了分子之间的“形状互补”,更深入地探讨了电子效应、溶剂效应以及动力学因素在识别过程中的重要性。这种多角度的解析,让我对分子识别有了更全面的认识。我尤其欣赏作者在介绍“合成受体”时所展现出的那种“匠心独运”的设计理念。他不仅仅是将已有的分子结构进行简单组合,而是通过对分子行为的深刻理解,创造出能够实现特定功能的全新分子体系。这种创造力,让我对化学这门学科充满了敬意。在“分子组装”的部分,作者更是将读者带入了一个充满秩序的微观世界。他展示了如何利用分子间的弱相互作用,引导它们自发地形成有序的结构,这种“化繁为简”的智慧,让我对物质世界的运作方式有了全新的认识。本书不仅仅是关于化学知识的堆砌,更是对科学思维和创造力的培养。

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不得不说,这本书带给我的震撼是前所未有的。它不仅仅是一本教科书,更像是一本思想的启迪录,它以一种极其宏大且细腻的视角,带领读者深入探索物质世界中最基本、最核心的运作机制。作者在阐述“分子组装”这一概念时,那种对自组织过程的深刻洞察,让我仿佛亲眼目睹了无数微小的粒子如何凭借自身的力量,和谐地排列成宏观的有序结构。这种从微观到宏观的转变,不再是简单的堆砌,而是遵循着某种内在的逻辑和规则,这种规则正是超分子化学所研究的核心。我尤其喜欢作者在描述不同组装模式时所使用的类比,例如“乐高积木”的精确对接,或者“磁铁”之间的相互吸引,这些生动的比喻让复杂的概念变得易于理解,同时也勾起了我对物理世界更深层次的思考。本书对“自组装”过程的解析,不仅仅停留在理论层面,更是通过大量翔实的案例研究,展示了如何在实验室中实现这些精巧的分子机器。我发现自己对那些能够根据环境变化而改变结构或功能的“智能材料”产生了浓厚的兴趣,而本书恰恰提供了理解这些材料工作原理的坚实基础。阅读的过程中,我时常会联想到生物体内的一些现象,比如DNA的双螺旋结构,或者细胞膜的脂质双层,这些天然的超分子体系,无不印证着分子组装的强大力量。这本书让我对“设计”和“构建”有了全新的认识,它不仅仅是工程学家的专利,更是化学家在分子层面就能实现的奇迹。

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这本书为我打开了通往微观世界的一扇神奇之门。它不仅仅是关于化学的理论知识,更是一种思维方式的启迪。作者在讲解“合成受体”的设计理念时,那种将仿生学与化学合成完美结合的手法,让我感到无比惊叹。他将生物体内那些精妙的分子识别过程,如酶催化、抗原抗体反应等,转化为可在实验室中实现的合成体系,这种创造力令人折服。我尤其喜欢作者对“分子识别”中“契合度”的描述,他不仅仅从宏观的形状上来比喻,更是深入到电子云的相互作用,以及溶剂效应在其中的作用。这些细节的呈现,让整个过程变得更加立体和真实,仿佛我真的能够“看到”分子之间是如何“感知”彼此的。本书在“分子组装”的论述上,也同样令人印象深刻。它不仅仅是简单地将分子堆叠起来,而是强调了“自组织”的力量,即分子如何根据预设的规则,在特定条件下,自主地形成有序的结构。我非常欣赏作者在分析不同组装模式时所展示的逻辑清晰度和严谨性。他通过对不同相互作用的权衡和利用,揭示了如何实现从无序到有序的转变。这本书让我意识到,化学不仅仅是元素的组合,更是一种对分子行为的深刻理解和巧妙操控。

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这本书为我提供了一个前所未有的视角来理解物质世界的奥秘。作者在讲解“分子识别”时,不仅仅停留在简单的“锁与钥匙”的比喻,而是深入到分子层面的电子分布、静电吸引以及氢键网络等关键因素。他用极其生动形象的语言,将那些抽象的化学概念变得触手可及,让我仿佛亲眼目睹了分子之间的“对话”和“博弈”。我尤其被书中关于“合成受体”的部分所吸引,那些经过化学家们精心设计的分子,能够模仿生物体内受体的功能,实现对特定客体分子的精确捕获,这种人为赋予分子功能的智慧,着实令人惊叹。在“分子组装”的章节,作者更是将读者带入了一个充满秩序的微观世界。他展示了如何利用分子间的弱相互作用,引导它们自发地形成宏观的有序结构,这种“化繁为简”的智慧,让我对物质世界的运作方式有了全新的认识。本书不仅仅是知识的传递,更是对科学探索精神的赞美,它激励我去思考,去发现,去创造。

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这本书的阅读体验,简直如同一场心灵的洗礼。作者以一种极其细腻且富有洞察力的方式,将超分子化学的世界展现在我们面前。在“分子识别”的部分,他不仅仅停留在宏观的形状比喻,更是深入到分子层面的电子云相互作用,以及能量上的考量,将那些肉眼不可见的微弱相互作用,描绘得栩栩如生,让我感觉仿佛亲身置身于一个微观的分子互动现场。我尤其被书中关于“合成受体”的介绍所吸引,那些经过化学家们精心设计的分子,能够模仿生物体内受体的功能,实现对特定客体分子的精确捕获,这种人为赋予分子功能的智慧,着实令人惊叹,也让我对化学这门学科的潜力有了更深的认识。在“分子组装”的章节,作者更是将读者带入了一个充满秩序的微观世界。他展示了如何利用分子间的弱相互作用,引导它们自发地形成宏观的有序结构,这种“化繁为简”的智慧,让我对物质世界的运作方式有了全新的认识,也让我开始反思,我们身边的许多复杂现象,是否都隐藏着这样精巧的分子组装机制。这本书不仅仅是知识的传递,更是对科学思维和创造力的培养,它鼓励我们去观察,去思考,去探索。

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从这本书中,我收获的不仅仅是知识,更是一种对科学的全新视角。作者在讲解“分子识别”时,不仅仅停留在宏观的形状匹配,更是深入到分子层面的电子云相互作用,以及能量上的考量。他将那些肉眼不可见的微弱相互作用,描绘得栩栩如生,让我感觉仿佛置身于一个微观的分子互动现场。我尤其欣赏他对“合成受体”的介绍,这些经过精心设计的人造分子,能够模仿生物体内的受体,实现对特定分子的精准捕获,这种智慧和创造力令人赞叹。本书在“分子组装”的阐述上,更是将读者带入了一个充满秩序的微观世界。他展示了如何利用分子间的弱相互作用,引导它们自发地形成宏观的有序结构,这种“无为而治”的理念,让我对自然界的规律有了更深的敬畏。我发现自己开始用超分子化学的视角去观察周围的世界,比如水珠如何在荷叶上形成,或者蛋白质在细胞内的折叠,都似乎有了更深层次的理解。这本书不仅仅是一本教科书,更是一本激发思考、启迪智慧的读物。

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这本书就像一位经验丰富的向导,带领我在这片广袤的超分子化学领域进行了一次精彩绝伦的探索。作者在阐述“分子识别”这一核心概念时,并没有简单地罗列理论,而是通过引人入胜的案例研究,将复杂的原理娓娓道来。他深入剖析了分子之间的识别机制,从形状的互补到电子特性的匹配,再到溶剂环境的影响,每一个细节都描绘得淋漓尽致,让我对分子世界的精妙运作有了深刻的理解。特别是在介绍“合成受体”的设计时,作者展现了化学家们如何将仿生学的理念与化学合成的技艺巧妙结合,创造出能够实现特定功能的分子体系,这种创造力令人叹为观止。而在“分子组装”的部分,作者更是将读者带入了一个充满秩序的微观世界。他展示了如何利用分子间的弱相互作用,引导它们自发地形成宏观的有序结构,这种“无为而治”的智慧,让我对自然界的规律有了更深的敬畏。这本书不仅增长了我的知识,更激发了我对科学研究的兴趣,让我渴望进一步探索这个充满无限可能性的领域。

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这本书简直是一次思维的盛宴!从拿到它开始,我就被深深地吸引住了,仿佛置身于一个微观世界的奇妙旅程。它不仅仅是关于化学反应和分子结构的堆砌,更像是打开了一扇通往理解物质本质的新大门。作者以一种极其生动形象的方式,将那些抽象的概念变得触手可及。阅读过程中,我时常会停下来,回味那些精妙的比喻和深入浅出的解释,试图在脑海中构建出那些肉眼无法看到的分子之间的互动。特别是关于“分子识别”的部分,作者没有流于表面,而是深入剖析了其中的关键因素,比如形状互补、静电相互作用、氢键网络等等,这些细节的呈现让整个过程充满了一种侦探解谜的乐趣。仿佛我们正在观察一个个精密的“锁”和“钥匙”是如何完美契合的,而这种契合背后,蕴藏着的是自然界最基本的吸引与排斥的规律。我尤其欣赏作者在阐述“合成受体”时所展现出的创造力,那些经过精心设计的分子,如何能够模仿生物体内的受体,实现对特定客体分子的精确捕获,这种人为赋予分子功能的智慧,着实令人惊叹。这本书让我重新审视了化学这门学科,它不再是枯燥的公式和冰冷的数据,而是充满了无限可能性的艺术。每一次翻阅,都能发现新的亮点,新的思考角度。我发现自己开始在日常生活中,用超分子化学的视角去观察事物,比如水珠在荷叶上的形态,或者蛋白质在细胞内的运作,都似乎有了更深层次的理解。这本书无疑是我书架上的一颗璀璨明珠,它不仅增长了我的知识,更激发了我对科学探索的热情。

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