Chemistry at the Beginning of the 3rd Millennium pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer Verlag

作者:Fabbrizzi, Luigi (EDT)/ Poggi, Antonio (EDT)

出品人:

页数:342

译者:

出版时间:

价格:229

装帧:HRD

isbn号码:9783540674603

丛书系列:

图书标签:

• 化学
• 千年之初
• 化学史
• 化学进展
• 化学教育
• 科学史
• 化学哲学
• 前沿化学
• 化学研究
• 21世纪化学

化学在第三个千年之初：变革、挑战与未来展望 导言：新时代的化学蓝图 本书深入探讨了进入第三个千年之际，化学科学所面临的独特机遇与严峻挑战。我们正处于一个由信息技术、生物科学的飞速发展所驱动的深刻变革时期。二十世纪的化学革命奠定了现代物质世界的基础，而进入二十一世纪，化学家的视野必须更加开阔，聚焦于可持续性、功能化、以及生命科学的深度融合。本书旨在为读者勾勒出一幅宏大而精细的图景，展示化学如何重新定义其在科学与社会中的角色。 第一部分：催化与反应工程的精细化革命 第三个千年之初，化学合成不再仅仅追求产率，而是着重于原子经济性、选择性，以及环境友好性。 1.1 绿色化学的深化与实践 本书详细分析了“十二项绿色化学原则”在工业应用中的落地情况。重点关注了溶剂替代策略的突破，例如超临界流体（特别是超临界二氧化碳）在分离和反应中的应用，以及离子液体作为“设计溶剂”的潜力。我们审视了如何通过设计原子利用率接近100%的反应路径，最大限度地减少废弃物的产生。这包括对偶极环加成、C-H键活化等基础反应的绿色化改造。 1.2 不对称催化与手性合成的飞跃 手性分子在医药、农药和材料科学中的核心地位愈发凸显。第三个千年的开端，标志着均相金属有机催化剂设计达到了前所未有的精度。本书详细介绍了新型手性配体的开发，特别是基于大环和笼状结构的配体，它们如何实现对反应过渡态的精准控制，从而达到接近完美的对映选择性（ee值）。同时，仿生催化——模仿酶的活性中心结构——也成为合成复杂天然产物和非天然氨基酸的关键技术。 1.3 流动化学与过程强化 传统的间歇式反应釜正逐步被微反应器技术和连续流动系统所取代。本章探讨了流动化学如何通过极高的传质和传热效率，安全地进行高危反应（如硝化、叠氮化反应），并实现对反应参数的实时、精确控制。这种“过程强化”不仅提高了生产效率，也为高通量筛选新型催化剂和反应条件提供了强大的平台。 第二部分：材料科学的跨界融合 化学不再局限于分子层面，而是与物理学、工程学深度交织，创造出具有特定“智能”的物质。 2.1 纳米化学的成熟与应用 进入新千年，纳米技术从概念走向实际应用。本书重点阐述了量子点（Quantum Dots）在显示技术和生物成像中的突破性应用。我们分析了贵金属纳米颗粒（如金、银）在表面等离激元共振现象下的独特光学和催化性能，以及如何利用这些特性开发高灵敏度的生物传感器。此外，二维材料的崛起，特别是石墨烯、过渡金属硫化物（TMDs）的合成、结构调控及其在电子学和能源存储中的潜力，被进行了深入剖析。 2.2 功能高分子的精确构建 传统的高分子合成方法正在被更具控制性的“活性/可控自由基聚合”（如ATRP, RAFT）所取代。这使得化学家能够以前所未有的精度控制聚合物的分子量分布、链结构（星形、刷形、嵌段共聚物）乃至拓扑结构。本书展示了这些精细结构如何赋予材料新的功能，例如自修复聚合物、形状记忆材料以及用于靶向药物递送的智能载体。 2.3 能源存储与转换材料 全球能源转型的压力推动了电化学领域的爆发式发展。本书详尽讨论了锂离子电池下一代电极材料的研究进展，包括高镍正极材料、硅基负极的体积膨胀控制，以及固态电解质的界面化学挑战。同时，对高效催化剂在燃料电池（PEMFCs）和电解水制氢（HER/OER）中的关键作用进行了审视。 第三部分：化学生物学与生命系统的探索 化学与生物学的交汇，催生了理解和操控生命过程的新工具。 3.1 化学生物学：工具箱的拓展 本书强调了化学工具在解析复杂生物系统中的不可替代性。重点介绍了生物正交化学（Bioorthogonal Chemistry）的最新进展，特别是利用点击化学（Click Chemistry）在活细胞内特异性标记和追踪生物大分子。此外，对化学诱变、基于荧光探针的细胞成像技术，以及利用化学合成构建新型酶抑制剂和调控因子进行了深入探讨。 3.2 蛋白质化学与药物发现的范式转变 传统的小分子药物开发正面临瓶颈。本章聚焦于基于肽类和寡核苷酸的治疗方法，特别是抗体药物偶联物（ADCs）的化学连接技术，如何提高治疗窗口并减少脱靶毒性。对蛋白质结构生物学的化学方法（如化学交联质谱）在解析大分子复合物组装机制中的应用进行了分析。 3.3 合成生物学中的化学支架 合成生物学不仅依赖于基因工程，还需要化学家设计出非天然的分子支架和信号分子来指导细胞行为。本书探讨了利用人工核酸（XNA）和非天然氨基酸（ncAAs）扩展生命化学词汇，为构建具有全新功能的生物系统奠定了化学基础。 结论：面向未来的化学家的责任 进入第三个千年，化学科学的角色已经从单纯的物质转化扩展到对物质功能、生命机制的深度设计与控制。本书的结尾部分呼吁化学界正视气候变化、资源枯竭和全球健康等重大议题，强调跨学科合作和对伦理、安全问题的敏感性是未来化学研究成功的关键。新的化学范式要求研究者不仅是分子构建师，更是可持续未来的架构师。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆