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出版者:

作者:Carstensen, Jens Thuro

出品人:

页数:536

译者:

出版时间:2001-1

价格:$ 282.44

装帧:

isbn号码:9780824704315

丛书系列:

图书标签:

• Pharmaceuticals
• Solid Dosage Forms
• Drug Delivery
• Formulation
• Manufacturing
• Polymorphism
• Crystallization
• Preformulation
• Stability
• Bioavailability

《晶体工程学：从基础到应用》 内容简介 本书旨在为读者提供一个关于晶体工程学——这一跨越材料科学、化学工程、制药学和物理学等多个学科领域的综合性视角。我们深入探讨了晶体结构、形态控制、稳定性和功能化在现代科学与工业中的关键作用。本书的结构设计旨在满足从初学者到资深研究人员的广泛需求，通过详尽的理论阐述和丰富的实际案例分析，构建起一个坚实的知识框架。 第一部分：晶体结构与基础理论 本部分首先从最基本的层面切入，详述了固态物质的微观世界。我们将详细回顾晶体学的基本概念，包括点阵、晶胞、布拉维晶格以及空间群的分类与识别。重点讨论了X射线衍射（XRD）作为确定晶体结构的金标准技术，并介绍了如何解读衍射图谱以获取晶格参数和原子排列信息。 随后，我们深入探讨了化学键合在决定晶体结构中的核心作用。从范德华力、氢键到离子键和共价键，不同类型的相互作用如何塑造出宏观的晶体性质，如熔点、溶解度和机械强度。特别关注了同晶现象和多晶型现象的形成机制。多晶型性是理解和控制固体性能的关键，本书详细分析了不同晶型在热力学稳定性、动力学转化速率上的差异，并引入了计算化学方法（如密度泛函理论，DFT）在预测稳定晶型方面的应用潜力。 第二部分：晶体生长与形态控制 晶体生长的过程远非简单的原子堆砌，它是一个复杂的动力学控制过程。本部分侧重于解析晶体生长的机理，包括成核（初级与次级成核）和晶体生长阶段。我们详细阐述了表面自由能、界面能对晶体生长速度和界面形貌的影响。 形态控制是晶体工程的核心挑战之一。本书系统性地介绍了影响晶体形态的关键因素，如溶剂效应、温度梯度、杂质吸附以及搅拌速率。我们专门开辟章节讲解了形态诱导剂（Habit Modifiers）的作用机理。通过引入特定的添加剂，我们如何选择性地阻碍特定晶面的生长，从而获得所需的目标形状（如球形、棒状或片状），这对下游的粉体加工（如流动性、压实性）至关重要。 此外，本部分还涵盖了非传统晶体生长方法，包括溶液生长、熔融生长（如提拉法、区熔法）以及气相沉积技术，并讨论了这些方法在制备功能性单晶和薄膜材料中的应用。 第三部分：晶体结构与功能材料设计 本部分将理论知识与前沿应用紧密结合，展示了如何通过精确控制晶体结构来设计具有特定功能的材料。 3.1 固态离子导体与电池材料： 我们探讨了具有开放框架结构的晶体材料，如沸石、金属有机框架（MOFs）和层状氧化物。重点分析了这些材料中离子传导通道的构建与优化，以及如何通过晶格缺陷工程来提高离子迁移率，以满足高能密度储能设备的需求。 3.2 光电功能晶体： 讨论了半导体晶体（如硅、III-V族化合物）的能带结构与缺陷对光电性能的影响。深入解析了压电材料和非线性光学（NLO）晶体中，其结构对称性与宏观电光响应之间的内在联系。 3.3 晶体在催化领域的应用： 考察了具有高表面积和可调孔隙结构的晶体材料（如共价有机框架，COFs）如何作为异相催化剂的载体或活性位点。讨论了表面活性位点的暴露、稳定性和再生性如何由晶体表面结构所决定。 第四部分：先进表征技术与过程分析 成功的晶体工程依赖于精确的表征手段。本部分详细介绍了用于分析晶体结构、形态、纯度和动态过程的先进技术。 结构解析： 除了基础的XRD，我们还详细讨论了同步辐射光源下的高分辨率衍射技术，以及透射电子显微镜（TEM）和扫描隧道显微镜（STM）在纳米尺度晶体形貌和表面缺陷分析中的应用。 热力学与稳定性： 差示扫描量热法（DSC）和热重分析（TGA）在评估晶体热稳定性和相变温度中的关键作用，并引入了加速稳定性测试（ASK）的模型。 过程分析技术（PAT）： 引入在线监测技术，如拉曼光谱、近红外光谱（NIR）和聚焦光束反射测量（FBRM），用于实时监控结晶过程中的过饱和度、晶体尺寸分布和晶型转化，实现对结晶过程的闭环控制。 第五部分：工业化与工程挑战 最后一部分将目光投向工业化规模的挑战。我们探讨了放大效应（Scale-up Effects）对晶体质量的影响，包括混合不均匀性、传热效率降低等如何改变下游晶体的性质。内容涵盖了搅拌反应器设计中的流体力学考量、连续结晶技术（如MSMPR串联反应器）的应用，以及如何通过过程控制策略确保从实验室到工厂的批次间一致性。 本书不仅是理论参考书，更是一本指导实践的工程手册，旨在赋能研究人员和工程师，通过对晶体尺度的精细调控，解锁新材料的潜力。

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这本书对于当前药物开发领域关注的“可持续性”和“绿色化学”视角几乎是完全忽略的。在21世纪的制药工业中，溶剂的选择、能耗的优化、以及对环境影响的评估，已经成为固体形态设计中不可或缺的一部分。然而，当我们讨论到成型工艺，比如喷雾干燥或挤出造粒时，书中充斥的仍然是几十年前的传统工艺参数和能耗数据，对于诸如超临界流体制备、或者更低能耗的机械活化技术几乎没有提及。这种内容的滞后性，使得这本书迅速地在时间维度上贬值。我不得不承认，它在基础理论上可能仍有可取之处，但如果将其视为一本指导未来十年药物开发方向的权威参考书，那它显然是不合格的。读者期望从“高级”的教材中获得对未来趋势的洞察和前瞻性的指导，而不是重复学习那些已经被工业界逐步淘汰的、高能耗、低效率的方法。它像一本被精心保存但从未更新的旧版手册，内容扎实，但与时代脱节得令人心寒。

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阅读体验上，这本书简直是一场视觉和触觉的双重折磨。首先，纸张的质量非常粗糙，油墨似乎总是无法完全渗透到纤维中，导致部分文字看起来灰蒙蒙的，尤其是在那些包含大量希腊字母和上下标的公式部分，辨识度极低，眼睛非常容易疲劳。更令人恼火的是装帧设计，书脊在刚打开几次后就开始出现明显的裂痕，我甚至需要用书夹来固定住中间章节，生怕下一秒它就会散架。这对于一本价格不菲的专业教材来说，是完全不负责任的。我们期待一本“高级”的参考书能够经久耐用，能够承受长期的翻阅和标注，而不是在短短几个月的使用后就显得破旧不堪。此外，排版上的问题也层出不穷，页边距窄得可怜，使得读者几乎没有空间进行任何批注或高亮标记，似乎作者不希望我们对书中的内容进行任何“个人化”的接触。这本书在物理形态上所体现出的廉价感，与它所承载的专业知识的价值形成了巨大的反差，给人一种“内容很贵，载体很敷衍”的糟糕印象。

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这本书在案例分析和实际应用方面的不足，是我最不能容忍的一点。理论知识的建立固然重要，但药物固体领域的核心价值恰恰在于如何将这些知识转化为可行的工业化生产方案和稳定的上市产品。然而，本书在讨论完复杂的固态转变、共晶形成原理之后，几乎是戛然而止。我们看不到足够多的、来自真实工业界或严格临床前研究的“成功”或“失败”案例来印证这些理论的实际意义。例如，在讨论增塑效应时，书本只是给出了一个半定性的描述，却缺乏一个具体的药物-聚合物体系，展示如何通过分子动力学模拟来预测玻璃化转变温度的实际偏移，并对照实验数据进行验证。这种“理论自洽”但“实践脱节”的撰写手法，使得读者在面对实际的配方设计难题时，会感到极度的茫然和无措。它培养出的是理论的“哲学家”，而非工程上的“实践家”。一本好的高级教材，应当是连接学术殿堂与工厂车间的桥梁，而这本书，却更像是一座只建在云端的空中楼阁，美丽却不实用。

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我必须承认，这本书的深度和广度在某些特定领域确实有所建树，但这种“建树”的呈现方式却像是一位学识渊博但表达能力极差的教授在课堂上滔滔不绝地分享他的全部笔记。它对某些前沿的、高度专业化的概念，比如非晶态固体分散体的稳定性机理，进行了非常详尽的阐述，引用了大量最新的文献数据和复杂的数学模型。然而，它完全没有顾及到读者的“吸收能力”。它直接跳过了必要的铺垫，比如对自由体积理论的基本介绍，就一头扎进了复杂的动力学方程中，使得即便是具备扎实基础的读者，也需要反复查阅其他参考书来理解作者所依据的理论前提。这种高密度的信息倾泻，使得学习过程变成了对记忆力的挑战，而非对理解力的培养。很多时候，我感觉自己不是在学习“固体药物学”，而是在进行一次艰难的“信息解码”任务。如果作者的目标是为该领域的顶尖专家提供一本可以存档的工具书，或许勉强可以接受这种风格，但对于需要将其作为核心学习材料的学生或新入行的药剂师来说，这种缺乏教学艺术的写作方式，无疑是巨大的障碍。它展示了知识的堆砌，却缺失了知识传递的艺术。

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这部教材的组织结构简直是一场灾难，我拿到手的时候，满怀着对“高级”药物固体的期望，结果却发现内容组织得毫无逻辑可言。它似乎把所有相关的概念一股脑地塞进了不同的章节，完全没有一个清晰的脉络来引导读者从基础走向深入。举例来说，关于晶型筛选的介绍，本应是固体制剂开发的核心，却被分散在好几个不相关的部分，有些重要的计算公式，读者需要翻阅好几页才能找到其前后文的关联，这极大地增加了理解和回顾的难度。我花了大量时间在试图梳理作者的思路，而不是真正去学习物质的物理化学特性。如果说好的教材是灯塔，指引迷途的研究者，那么这本书更像是一堆散落的零件，需要读者自己去尝试组装成一个功能性的整体。对于初学者而言，这无疑是令人沮丧的，他们可能会因为找不到清晰的路径而过早地放弃对这门复杂学科的探索。更不用提图表的质量了，有些关键的粉末X射线衍射图谱（PXRD）标注模糊不清，分辨率极低，根本无法从中分辨出细微的峰移或半峰宽的变化，这对于需要进行精确物相分析的科研人员来说，简直是不可接受的疏忽。这本书在“高级”这个定语下，却呈现出一种初级编辑的随意性，实在让人难以恭维。

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