Disordered Materials pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Morgan & Claypool

作者:Prakash, Satya (EDT)/ Goyal, Navdeep (EDT)/ Tripathi, S. K./ National Conference on Recent Developme

出品人:

页数:276

译者:

出版时间:

价格:120

装帧:HRD

isbn号码:9788173194634

丛书系列:

图书标签:

无序材料
材料科学
凝聚态物理
非晶态
玻璃态
聚合物
复合材料
结构
性质
模拟
计算

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具体描述

好的，这是一本名为《超越秩序：结构、功能与新材料的疆域》的图书简介。《超越秩序：结构、功能与新材料的疆域》简介在物质科学的宏伟画卷中，秩序与无序一直是理解世界运作方式的核心对立面。长期以来，我们倾向于将完美晶体视为材料性能的黄金标准，认为结构上的周期性和规律性是实现优异特性的基石。然而，随着对材料世界探索的深入，一个日益清晰的图景浮现出来：那些看似“缺陷”或“随机”的结构——那些在传统认知中被归类为“无序”的物质——蕴含着前所未有的、甚至超越传统材料的巨大潜力。《超越秩序：结构、功能与新材料的疆域》是一部深入探讨非晶态、低维结构、复杂复合体系以及受限几何结构如何塑造新材料特性的专著。本书旨在打破传统材料学中对“完美结构”的过度依赖，转而聚焦于结构不规则性如何成为实现特定功能、提升性能乃至开启全新应用领域的关键驱动力。本书结构严谨，内容涵盖基础理论、表征技术到前沿应用，为材料科学家、工程师以及对物质世界充满好奇的研究者提供了一个全面的、富有启发性的视角。第一部分：无序之维——结构复杂性的基础理论本部分首先系统梳理了理解非晶态和准周期结构的基本理论框架。我们探讨了经典玻璃转变理论的局限性，并引入了先进的统计物理模型，如无序平均场理论和非平衡态热力学，来描述原子或分子在随机排列下产生的长程关联与局域有序。玻璃态的动力学悖论：深入剖析了高粘度液体到玻璃转变过程中的慢动力学现象，解释了自由体积理论、蜂窝模型以及能量景观理论如何尝试统一描述玻璃态的结构弛豫过程。准晶与衍射模式：详细阐述了彭罗斯密铺等准周期结构在晶体学中的特殊地位。我们探讨了这些具有长程有序但缺乏平移对称性的结构如何产生离散的、多重对称性的衍射图案，并讨论了它们在拓扑绝缘体和新型光子晶体中的潜在应用。局域结构对宏观性能的支配：强调了短程配位环境和中程结构（如剪切带、空隙网络）在决定非晶合金、高熵合金以及有机聚合物性能中的决定性作用。第二部分：形貌的语境——低维与受限材料材料的性能与其所处的几何环境息息相关。本部分将焦点从三维散装材料转移到受限几何结构上，探究尺寸效应如何颠覆传统的体相物理学。纳米尺度下的量子限制：探讨了量子点、纳米线和二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）中，尺寸的减小如何导致能带结构重塑，从而产生独特的电子、光学和催化特性。重点分析了界面和边缘效应在这些系统中的支配地位。孔隙网络的拓扑学：深入研究了多孔材料（如沸石、金属有机框架MOFs、气凝胶）中孔隙结构连接性和连通性对传质、吸附和反应动力学的影响。阐述了如何通过控制孔隙级别的随机性或等级结构，来优化储能和分离技术。界面工程：考察了异质结、多层膜以及复合材料中的界面物理。界面不再仅仅是两种材料的简单交界，而是具有独特电子结构和化学活性的“第三相”，是调控电荷转移和机械韧性的关键所在。第三部分：功能化与智能——结构调控的新范式本部分展望了如何利用对无序或复杂结构的精确调控，来设计具有特定响应能力和自适应性的智能材料。缺陷工程与掺杂策略：阐述了如何通过引入精确控制的晶格缺陷、空位或杂原子，系统性地调控半导体、氧化物和催化剂的载流子浓度、光吸收效率和活性位点密度。激发的响应性材料：讨论了具有刺激响应能力的材料，如形状记忆聚合物、应力诱导相变合金以及可逆的超分子组装体。这些材料的“无序”或“可塑性”是它们实现自修复、可重构功能的基础。熵驱动的功能实现：探讨了高熵材料（如高熵氧化物和高熵合金）中，混合带来的构型熵增如何稳定特定的高低温相结构，并可能带来优异的抗辐照性或极端环境下的稳定性。结语：未来的材料范式《超越秩序》的最终目标是揭示一个深刻的真理：在材料科学中，复杂性本身就是一种强大的设计参数。通过掌握对结构不规则性的理解和控制，我们能够超越对完美晶体的固守，进入一个全新的材料设计领域——一个由随机性、拓扑结构和维度限制共同定义的、充满创新可能性的疆域。本书不仅是对现有知识的梳理，更是对下一代功能材料和极端环境应用探索的有力指南。