New Trends in Green Chemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Ahluwalia, V. K.

出品人:

页数:263

译者:

出版时间:

价格:$ 168.37

装帧:HRD

isbn号码:9781402018725

丛书系列:

图书标签:

• 绿色化学
• 化学
• 环境科学
• 可持续发展
• 有机化学
• 催化
• 材料科学
• 生物化学
• 环境友好
• 化学工程

突破性进展：材料科学前沿与可持续能源的交汇 本书聚焦于当代材料科学领域最具革命性的进展，深入探讨了从基础理论到尖端应用的跨学科研究，旨在为应对全球能源转型和资源挑战提供创新的物质基础和工程解决方案。 本书汇集了全球顶尖研究机构和行业领袖的最新成果，内容涵盖了功能性纳米材料的设计与合成、先进催化剂的开发、能源存储与转换设备（如下一代电池、燃料电池和高效太阳能电池）的性能优化，以及智能材料在环境修复和生物医学工程中的应用前景。我们没有涉及任何关于绿色化学中具体反应路径或传统化学合成方法的讨论，而是将重点放在了材料结构、性能调控及其宏观应用上。 第一部分：结构与性能的精准调控：纳米尺度下的物质构筑 本部分着重于如何通过精确控制材料的微观结构——从原子级排列到介观尺度的形貌控制——来实现其宏观性能的革命性提升。 第一章：高熵合金与非平衡态材料的机遇 本章详细剖析了高熵合金（HEAs）的独特晶体学特性和其在极端条件下的热力学稳定性。讨论集中于利用机器学习模型预测复杂多主元合金的相变行为和机械性能。重点研究了如何通过快速凝固、高能球磨等非平衡态制备技术，引入亚稳相和纳米孪晶结构，以实现强度与韧性的协同增强，这对于航空航天和先进制造领域至关重要。本章不讨论任何涉及化学反应或催化剂的绿色合成路径。 第二章：二维材料的范式转变：从石墨烯到拓扑材料 本章深入探索了厚度仅为原子级别的二维（2D）材料家族。我们详尽地介绍了过渡金属硫化物（TMDs）、黑磷以及新型MXenes在电子学、光学和机械传感方面的潜力。讨论的核心是如何通过外延生长、化学气相沉积（CVD）的物理过程控制层数和缺陷密度，从而精确调控其带隙和电荷迁移率。关于2D材料在电化学反应中的应用，我们仅关注其作为电极或导电添加剂的物理连接性和导电性，避免讨论涉及的分子转化过程。 第三章：自组装与超分子结构的涌现功能 本章探讨了通过非共价相互作用（如氢键、π-π堆叠、范德华力）驱动的复杂超分子系统的构筑。内容包括DNA折纸术、肽段自组装以及嵌段共聚物的相分离行为。我们着重分析了这些自下而上（Bottom-up）的组装过程如何生成具有特定孔隙结构和响应性的功能性支架和纳米机器（Nanomachines）的物理运动机制，而非这些结构在化学转化中的应用。 第二部分：能源转换与存储的物质基础 本部分关注新型功能材料如何解决当前能源系统的瓶颈问题，核心在于电子的传输、离子的迁移以及光子的捕获与激发。 第四章：固态电解质与下一代电池的界面工程 本章聚焦于提高锂离子电池、钠离子电池乃至固态电池的能量密度和安全性。研究的重点是新型陶瓷（如LLZO、NASICON型）和聚合物固态电解质的离子电导率的优化。我们详细分析了电极/电解质界面处的物理接触质量、空间电荷层的形成，以及如何通过界面涂层技术（如原子层沉积ALD）来抑制界面阻抗的增长。本章完全侧重于电化学器件的物理和电学性能，未涉及电解质的化学合成细节。 第五章：光伏技术的效率极限与钙钛矿的稳定性挑战 本章全面回顾了晶体硅电池的效率瓶颈，并深入探讨了有机光伏（OPV）和卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）的最新进展。讨论集中于材料的吸收光谱匹配度、激子分离效率的理论模型，以及如何通过引入超薄界面层（如电子或空穴传输层）来优化电荷提取路径。关于钙钛矿的稳定性问题，我们的分析着重于水分、氧气和热应力对晶格结构和薄膜形貌的物理破坏机制，以及封装材料的选择和结构设计。 第六章：电催化材料的电子结构调控与活性位点设计 本章面向电解水制氢（HER/OER）和二氧化碳还原（CO2RR）的先进电催化剂。研究重点在于通过调整过渡金属氧化物、氮化碳或掺杂碳材料的电子结构，精确调控其费米能级，以优化关键反应中间体的吸附强度。我们详尽分析了原位表征技术（如X射线吸收谱 XAS）如何揭示高电位下活性位点的结构演变。本章的讨论局限于材料的电子结构和电催化性能的量化关系，避开了具体的反应机理和化学计量学。 第三部分：智能响应材料与环境界面 本部分探讨了材料如何对外部刺激（如光、热、磁场）做出精确响应，并在环境监测和污染物去除中发挥关键作用。 第七章：光热转换材料与辐射冷却技术 本章介绍了具有卓越光吸收能力和高热辐射率的复合材料。研究对象包括基于等离激元效应的金属纳米粒子阵列、碳纳米管薄膜以及选择性涂层。重点分析了材料在近红外波段的高效吸收与红外波段的低发射率特性，这是实现被动辐射冷却（Radiative Cooling）的关键。内容集中于涂层厚度、粒子尺寸分布对整体热传递性能的影响。 第八章：多孔吸附材料的输运现象与分离效率 本章深入考察了金属有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs）以及多孔碳材料在气体分离与纯化中的应用。讨论的核心是这些材料内部通道的尺寸分布、表面积对传质动力学的影响，以及如何通过“孔道工程”来优化特定分子的选择性吸附。我们详细分析了分子筛分效应和范德华力在气体吸附/脱附循环中的作用机制，不涉及任何化学键的断裂或形成过程。 第九章：磁性与压电材料在传感与驱动中的集成 本章探讨了磁致伸缩材料（如巨磁阻材料GMR）和压电陶瓷在制造高灵敏度传感器和微型驱动器中的应用。内容集中于磁场如何引起电阻率的变化（自旋电子学基础），以及机械应变如何导致电荷分离（压电效应的本构方程）。我们着重分析了磁性-结构耦合机制在磁致阻尼和能量采集装置中的性能提升潜力。 本书是材料科学家、物理学家、器件工程师以及致力于推动下一代技术进步的研发人员的必备参考，它提供了一个坚实的物质基础视角，以理解和推动当前科学与工程的前沿发展。

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