环糊精化学--基础与应用

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isbn号码:9787030084903
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  • 材料
  • 环糊精
  • 主客体化学
  • 超分子化学
  • 药物传递
  • 化学
  • 材料科学
  • 催化
  • 分析化学
  • 生物医学
  • 纳米技术
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具体描述

《先进功能材料的制备与表征》 内容简介 本书系统深入地探讨了当前备受关注的先进功能材料领域,涵盖了从基础理论、合成方法到表征技术和实际应用的全过程。全书共分十二章,结构严谨,内容丰富,旨在为材料科学、化学工程、物理学以及相关交叉学科的研究人员、工程师和高年级本科生提供一本全面且实用的参考著作。 第一部分:基础理论与材料设计 第一章:功能材料的基本概念与分类 本章首先界定了“功能材料”的内涵,并将其与传统结构材料进行对比。重点介绍了功能材料的分类体系,包括电子功能材料、磁性功能材料、光学功能材料、生物医用功能材料以及环境响应型功能材料等。通过对不同类型材料的结构-性能关系进行初步阐述,为后续章节的深入讨论奠定理论基础。本章强调了原子和分子尺度上的结构调控对宏观功能实现的重要性。 第二章:材料设计与计算模拟 本章聚焦于现代材料设计的前沿方法。详细介绍了基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算在预测材料结构、电子态和激发态性质方面的应用。随后,阐述了分子动力学模拟在理解材料动态行为,如扩散、相变和界面相互作用中的作用。此外,还讨论了材料信息学(Materials Informatics)的兴起,包括高通量计算筛选和机器学习在加速新功能材料发现中的潜力。本章通过具体的案例分析,展示了理论指导实验的有效路径。 第二部分:关键合成技术 第三章:晶体生长与薄膜沉积技术 本章集中讨论了制备高纯度、高结晶度功能材料的关键技术。详细介绍了溶液生长法(如水热合成、溶剂热合成)在制备复杂氧化物和硫化物单晶中的应用。在薄膜领域,深入剖析了物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)的原理、设备和工艺控制参数,重点关注磁控溅射、脉冲激光沉积(PLD)在制备复杂氧化物半导体薄膜和超晶格结构中的优势与挑战。 第四章:纳米结构材料的可控制备 纳米材料因其独特的量子限域效应和高比表面积,在催化、储能和传感领域展现出巨大潜力。本章系统介绍了模板法、自组装法和自下而上(Bottom-up)的有机合成方法在构筑纳米线、纳米管、量子点和多孔框架材料中的应用。特别强调了如何精确控制纳米结构的形貌、尺寸分布和表面化学性质,以实现特定的功能。 第五章:高分子功能材料的合成与改性 高分子材料在柔性电子和生物医学领域扮演着越来越重要的角色。本章深入探讨了可控自由基聚合(如ATRP、RAFT)技术在构建具有精确分子量、低分散度和复杂拓扑结构的功能性聚合物中的应用。同时,介绍了共轭聚合物和导电高分子的合成策略,以及通过后聚合修饰(Post-polymerization Modification)引入特定官能团的技术。 第三部分:先进表征手段 第六章:结构与微观形貌分析 精确的结构表征是理解材料功能的基石。本章详述了透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)在确定材料形貌、晶体结构和缺陷分析中的核心地位。重点讲解了高分辨透射电镜(HRTEM)对晶格匹配和界面结构的研究能力。此外,还介绍了X射线衍射(XRD)在晶相识别和晶格常数测定中的定量分析方法。 第七章:光谱学技术在功能分析中的应用 本章集中介绍了用于探测试验材料电子结构和化学键合的无损光谱技术。详细阐述了X射线光电子能谱(XPS)和俄歇电子能谱(AES)如何提供元素价态和表面化学环境信息。拉曼散射光谱和红外吸收光谱则用于分析分子振动模式和晶格振动,这对于区分不同晶型和检测表面吸附物至关重要。 第八章:电学与磁学性能测量 针对电子和磁性功能材料,本章详细介绍了关键的性能测试方法。电学性能方面,涵盖了霍尔效应测量(用于确定载流子浓度和迁移率)、阻抗谱(用于研究电荷传输机制)和铁电/铁磁滞回线测量。磁学性能方面,重点讲解了振动样品磁力计(VSM)和超导量子干涉器件(SQUID)磁力计的工作原理及其在测量磁化强度、居里温度和磁弛豫行为中的应用。 第四部分:特定功能领域的应用实例 第九章:光电转换与发光材料 本章探讨了在太阳能电池、LED和光电探测器中使用的关键材料。深入分析了钙钛矿材料在光伏领域的研究进展,着重讨论了其缺陷钝化和长期稳定性的挑战。在发光材料方面,详细介绍了有机电致发光(OLED)器件的结构、发光机理,以及如何通过分子工程设计高效的三线态激子利用材料。 第十章:多孔吸附与催化材料 本章关注具有高比表面积和可调孔径的功能材料,如金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)。详细阐述了这些材料在气体吸附与分离(如CO2捕获)、以及作为多相催化剂骨架的应用。讨论了如何通过配位取代或后合成修饰来锚定活性位点,提高催化剂的选择性和活性。 第十一章:生物相容性与响应性材料 本章聚焦于生物医学应用中的先进材料。讨论了生物可降解聚合物和无机纳米颗粒(如磁性纳米颗粒)在药物递送系统中的设计原则。重点介绍了pH敏感、温度敏感或光响应性材料如何实现“智能”药物释放。此外,还涉及了生物材料的表面改性和生物安全性评估方法。 第十二章:能源储存与转化材料 本章涵盖了下一代能源技术所需的功能材料。详细分析了锂离子电池、钠离子电池和固态电池中的电极材料(如高镍正极、硅基负极)和固体电解质的结构特性与性能瓶颈。在燃料电池领域,讨论了质子交换膜(PEM)材料的性能优化,以及催化剂的负载与稳定性提升策略。 本书不仅提供了扎实的理论基础,更通过大量的实际案例和前沿研究进展,为读者打开了一扇通往功能材料广阔应用前景的大门。

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读后感

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用户评价

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这本书的标题,让我对环糊精产生了一种“多才多艺”的印象。我是一名在制药行业工作的研发人员,我特别关注环糊精在药物研发和生产中的应用。我希望书中能够详细介绍环糊精如何用于改善药物的溶解度、稳定性和生物利用度,以及其在药物剂型设计中的作用。例如,如何利用环糊精来制备固体分散体,提高难溶性药物的口服吸收?如何利用其包合特性,保护易降解的药物,延长其在体内的半衰期?我期待书中能够提供一些具体的药物开发案例,包括相关的药代动力学和药效学数据。此外,我还想了解环糊精在药物合成过程中的应用,例如,作为手性拆分剂,或者作为催化剂的载体。这本书,在我看来,是药物研发领域的一份重要工具书,能够帮助我更有效地开发出安全、高效的药物。

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这本书的书名,本身就充满了化学的严谨与科学的魅力。我是一名化学专业的学生,对于“环糊精化学”这个方向一直有着浓厚的兴趣,但又觉得它的应用前景似乎有些模糊。我希望这本书能够为我提供一个清晰的框架,让我能够系统地了解环糊精的分子结构、合成方法、反应活性以及其在各个分支学科中的具体应用。我尤其期待书中能够深入探讨环糊精的“主客体化学”,即其包合作用的机理。这其中涉及到哪些非共价键相互作用?包合比如何影响稳定性?如何通过修饰环糊精的结构来调控其选择性和亲和力?这些基础性的化学原理,是我学习过程中亟需理解透彻的。同时,我希望书中能够提供一些最新的研究进展,例如,在手性分离、催化、传感等前沿领域的应用。我希望能够从中找到我未来研究的方向和灵感。这本书,不仅仅是知识的堆砌,更应该是一本能够引领我深入探索环糊精世界的“指南”。它应该能够解答我的疑惑,激发我的思考,让我看到环糊精在化学科学中更加广阔的天地。

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这本书的书名,让我对其科学深度和应用广度充满了期待。我是一名对科学发展史和前沿技术有着浓厚兴趣的普通读者,我希望这本书能够以一种引人入胜的方式,讲述环糊精的故事。我希望能了解到环糊精是如何被发现的?它的化学结构是如何被揭示的?以及科学家们是如何一步步探索和发展出其各种应用的。我希望书中能够包含一些科研人员的访谈,或者一些有趣的实验故事,让这些科学知识变得更加生动有趣。同时,我也希望能够了解环糊精在不同领域中的实际应用,例如,在化工、纺织、造纸等工业生产中,它扮演着怎样的角色?它如何帮助这些传统行业实现技术升级和绿色转型?这本书,在我看来,不仅仅是一本科普读物,更是一部展现科学探索精神和创新力量的史诗,让我能够感受到科学的魅力和它对人类社会的积极影响。

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这本书的书名让我联想到了一种小巧而精致的分子,它像一个小小的篮子,能够容纳各种各样的“宝藏”。我最感兴趣的部分是环糊精在生物医药领域的应用。人类的健康问题是永恒的关注点,而如何更有效地治疗疾病,一直是科学家们努力的方向。我猜想,书中会详细阐述环糊精如何作为药物载体,改善难溶性药物的溶解度和生物利用度,从而提高药物疗效。例如,对于一些口服吸收差的药物,通过与环糊精形成包合物,是否能够大大提高其在体内的吸收率,减少给药剂量,从而降低药物的毒副作用?此外,我还在思考,环糊精是否能够用于靶向药物递送?通过对环糊精进行修饰,使其能够特异性地识别病变细胞,将药物精准地递送到病灶部位,而避免对正常细胞造成损伤。这对于癌症治疗、基因治疗等领域,无疑是革命性的突破。我期待书中能够提供一些具体的临床研究案例,或者至少是详细的动物实验数据,来证明环糊精在生物医药领域的巨大潜力。同时,我也好奇环糊精在诊断技术方面的应用,例如,是否可以利用环糊精作为荧光探针的载体,来提高生物标记物的灵敏度和特异性,从而实现疾病的早期诊断?这本书,在我看来,是通往健康未来的重要钥匙。

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这本书的封面设计就足够吸引人,深邃的蓝色背景搭配金色的“环糊精化学”几个大字,瞬间勾起了我对这本书的好奇心。我一直对分子结构和化学反应在不同领域内的应用感到着迷,而“环糊精”这个词本身就充满了神秘感,它究竟是什么?又如何能够在化学领域掀起波澜?翻开书页,首先映入眼帘的是一幅幅精美的分子模型图,它们栩栩如生地展示了环糊精那独特的“桶状”结构,仿佛一个微观的容器,等待着被填充。我迫不及待地想要了解它的合成方法,是否存在不同的种类,每种结构又有什么样的特性?我猜想,作者一定深入浅出地介绍了这些基础知识,并通过大量的实例,向读者展示环糊精如何作为“主持人”分子,与其他分子进行“握手”——包合作用。这种包合作用,在我看来,是环糊精最令人惊叹的本事。它能够将原本难以溶解的物质变得易于溶解,能够保护易挥发的物质,甚至能够改变物质的生物利用度。这种“看不见的手”,在药物传递、食品工业、环保领域,乃至更广阔的科学天地里,都可能扮演着至关重要的角色。我非常期待书中能够详细阐述这些应用场景,特别是那些颠覆性的创新。比如,在医药领域,如何利用环糊精来提高药物的疗效,降低毒副作用?在食品领域,如何通过环糊精来改善食品的口感、延长保质期?在环保领域,又如何利用它来净化水体,降解污染物?这些问题,都深深地牵动着我对这本书的期待。这本书不仅是对化学知识的探索,更是对科学如何改变我们生活的美好愿景的描绘。

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我对这本书的评价,更多地会从它的“实用价值”出发。我是一名在食品加工行业工作的工程师,我们一直致力于提高产品的品质和安全性。环糊精在食品工业中的应用,是引起我极大兴趣的一个方面。我希望书中能够详细介绍环糊精如何作为食品添加剂,发挥其独特的性能。例如,它能否有效地包合和稳定食品中的风味物质,防止其在加工和储存过程中挥发和降解,从而延长食品的保质期,并保持其原有的风味?我设想,在一些易氧化的食品中,如富含不饱和脂肪酸的食用油,引入环糊精是否能够显著提高其抗氧化能力,减少哈喇味的产生?此外,在营养素的补充方面,环糊精是否能够提高脂溶性维生素、微量元素等营养素的溶解度和生物利用度,从而让消费者更好地吸收这些有益成分?我特别想了解,在开发新型的功能性食品和保健品时,环糊精是如何被巧妙应用的。它会不会是那些“无添加”、“天然”标签背后的科技秘密?书中如果能提供一些成功的商业案例,或者详细的配方设计思路,那将是对我工作极大的启发。我相信,通过这本书,我能找到更多提升食品品质、创造消费者价值的“秘诀”。

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这本书的书名,让我脑海中浮现出一个充满科技感的画面:微小的分子构建出宏大的应用。我是一名对高科技产品和创新技术非常感兴趣的普通读者,我希望这本书能够以一种易于理解的方式,向我展示环糊精的奇妙之处。我不需要深奥的化学公式,而是希望能够看到环糊精如何被应用到我们日常生活中,或者即将改变我们生活的方方面面。例如,它能否被用于开发更高效的电池材料?或者在电子产品领域,是否可以利用环糊精的特性来提升器件的性能?我特别对那些能够提升生活品质、解决实际问题的应用感兴趣。比如,能否利用环糊精来开发更有效的除臭剂?或者让服装面料具有特殊的抗菌、防紫外线功能?我希望书中能够包含一些引人入胜的故事,介绍科学家们是如何发现和利用环糊精的,以及这些创新是如何从实验室走向市场的。这本书,在我看来,不仅仅是一本科普读物,更是一扇通往未来科技世界的大门,让我能够窥见那些令人兴奋的可能性。

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我对这本书的兴趣,更多地源于它可能解决现实世界中的一些“疑难杂症”。我一直关注着环境污染问题,而环糊精在环境保护领域的应用,对我来说具有特殊的意义。我猜想,书中会详细介绍环糊精如何被用作吸附剂,来去除水体和土壤中的有害物质。例如,它能否有效地吸附水中的重金属离子,如铅、汞、镉等?这些重金属对人体健康和生态环境都造成了严重危害,开发高效的吸附材料是关键。我期待书中能够提供关于环糊精吸附性能的详细数据,以及它与其他吸附材料的比较分析。此外,环糊精是否能够用于降解有机污染物?例如,一些持久性有机污染物,如农药、染料等,对环境的污染非常严重,如果环糊精能够与其形成包合物,并通过催化等方式加速其降解,那将是巨大的贡献。我希望书中能够展示一些成功的示范项目,或者相关的技术推广案例,让我看到环糊精在治理环境污染方面的实际成效。这本书,在我看来,是守护我们绿色家园的一股重要力量。

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这本书的书名,让我联想到了一种“万能钥匙”般的分子,能够打开各种各样的化学“锁”。我是一名对材料科学充满好奇心的跨学科研究者,我希望这本书能够为我提供关于环糊精在材料领域应用的全面视角。我期待书中能够深入探讨如何通过物理或化学方法将环糊精引入不同的材料基体中,例如,将其固定在多孔材料上,制备高性能的复合吸附剂;或者将其作为交联剂,改性聚合物材料,赋予其新的力学或功能特性。我特别关注那些能够提升材料性能、实现多功能化的研究。例如,能否利用环糊精构建具有智能响应性的水凝胶,用于药物控释或组织工程?或者将其应用于涂料和薄膜,赋予其自清洁、抗菌或防腐蚀的功能?我希望书中能够提供一些前沿的研究成果,并对未来的发展趋势进行预测。这本书,在我看来,是材料科学领域的一份宝贵参考,能够为我探索新的材料设计和应用提供丰富的思路。

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对于这本书的期待,我主要集中在它所能解答的实际问题上。我一直关注着新材料的研发,而环糊精作为一种功能性分子,其在材料科学领域的潜力无疑是巨大的。我希望书中能够深入探讨环糊精如何被设计和修饰,以满足不同材料应用的需求。例如,将环糊精引入聚合物材料中,是否能赋予材料新的吸附、分离或者催化性能?它与纳米材料的结合,又会产生怎样的协同效应?我设想,书中可能会介绍一系列利用环糊精制备新型吸附剂的案例,用来去除水体中的重金属离子、有机污染物,甚至是一些难以处理的挥发性有机物。我尤其对那些能够实现高效、可循环利用的吸附材料的研究成果感到好奇。此外,在智能材料方面,环糊精的“开关”特性,即其包合能力可以被外部条件(如pH、温度、光照等)调控,也让我充满遐想。我期待书中能够介绍如何利用这一特性,开发出响应性的药物释放系统、传感器,甚至是自修复材料。这些先进的材料,不仅在理论研究上具有重要意义,更有着广阔的工业应用前景。我想象着,通过这本书,我能够了解到更多关于环糊精如何从实验室走向生产线,成为改变我们生活品质的“幕后英雄”。它不仅仅是化学试剂,更是科技创新的源泉。

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