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出版者:

作者:Pertsov, Egor I. (EDT)

出品人:

页数:348

译者:

出版时间:

价格:129

装帧:

isbn号码:9781604563009

丛书系列:

图书标签:

• 纳米材料
• 材料科学
• 纳米技术
• 化学
• 物理
• 工程
• 生物医学
• 环境科学
• 催化
• 传感器

《微观世界的无限可能》 这是一本深入探索物质最基本构件——纳米材料——的科学著作。本书将带领读者踏上一场令人着迷的旅程，从原子和分子的尺度出发，揭示这些微小粒子如何以其独特的结构和性质，为我们开启前所未有的技术革新与科学发现。 本书将首先梳理纳米材料的定义、分类以及它们在微观层面的基本特性。我们将详细介绍不同类型的纳米材料，例如零维的量子点、一维的纳米线和纳米管、二维的石墨烯及其他二维材料，以及三维的纳米粒子和纳米复合材料。对于每种类型的材料，我们将深入探讨其独特的结构优势，例如巨大的比表面积、量子尺寸效应以及表面原子比例的显著增加，并解释这些特性如何赋予它们与宏观材料截然不同的物理、化学和生物学性能。 在基础理论之后，本书将聚焦于纳米材料的制备技术。我们将全面介绍各种主流的纳米材料合成方法，包括自上而下的“减法”工艺（如光刻、刻蚀）和自下而上的“加法”工艺（如化学气相沉积、溶胶-凝胶法、水热法、机械法等）。对于每种方法，我们将详细阐述其原理、操作步骤、优缺点以及在不同纳米材料制备中的适用性。此外，我们还会探讨如何通过精确控制合成参数来调控纳米材料的尺寸、形貌、晶体结构和表面化学性质，从而实现对最终材料性能的定制化设计。 本书的另一核心内容将是纳米材料在各个领域的广泛应用。我们将重点介绍纳米材料如何在以下关键领域带来颠覆性的变革： 能源领域： 探索纳米材料在太阳能电池、燃料电池、储能器件（如锂离子电池、超级电容器）以及催化剂中的应用。例如，量子点如何提高太阳能电池的光电转换效率，纳米多孔材料如何改善电池的能量密度和循环寿命，纳米催化剂如何提高化学反应的活性和选择性。 电子与信息技术领域： 讨论纳米材料在下一代半导体器件、高性能传感器、光电子器件、存储设备和柔性电子产品中的作用。我们将深入研究石墨烯等二维材料的优异导电性和导热性，纳米线的优异载流子输运能力，以及量子点在显示技术中的出色发光性能。 生物医药领域： 详细阐述纳米材料在药物递送、疾病诊断、生物成像、组织工程和再生医学中的潜力。例如，纳米颗粒如何作为靶向药物载体，将药物精确输送到病灶部位；金纳米粒子如何用于增强癌症的光热治疗；纳米材料在生物传感器中的应用如何实现早期疾病检测。 环境科学与工程领域： 介绍纳米材料在水净化、空气过滤、污染物降解、环境监测以及可持续材料开发中的贡献。我们将探讨纳米吸附剂如何高效去除水中的重金属和有机污染物，纳米催化剂如何分解空气中的有害气体，以及生物可降解纳米材料在减少环境负担方面的作用。 材料科学与工程领域： 审视纳米材料如何被用作增强剂，以显著改善传统材料的机械强度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性等性能。例如，碳纳米管和石墨烯在聚合物基体中的应用如何制造出超轻高强的复合材料。 此外，本书还将深入探讨纳米材料在推动前沿科学研究中的作用，例如在单分子探测、量子计算、纳米机器人、精密制造等新兴领域的应用前景。 然而，任何新兴技术的发展都伴随着挑战。本书也将理性地分析纳米材料研究和应用过程中面临的科学、工程、伦理、安全和监管等方面的议题。我们将讨论纳米材料的毒性评估、环境影响、生产成本、规模化制造以及标准化等关键问题，并展望未来纳米材料科学的发展趋势和可能突破的方向。 《微观世界的无限可能》旨在为广大科学爱好者、工程师、研究人员以及对未来科技发展充满好奇的读者提供一份全面、深入且易于理解的指南，共同探索纳米材料这一充满活力的科学领域所蕴含的巨大潜力，以及它将如何塑造我们的未来。

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我不得不说，这本书的翻译质量堪称一流，这对于一本涉及高深技术领域的书籍来说至关重要。很多专业术语的翻译都非常精准且符合当前学术界的通用表达习惯，避免了那种生硬的、直译过来的晦涩感。特别是关于表面能和界面效应的章节，原文中那些复杂的化学键合变化和电子态重构，在译者的笔下变得清晰流畅。我记得有一次在阅读到关于新型催化剂载体结构优化时，作者详细分析了一种多孔材料的孔隙度对反应效率的影响曲线，我反复读了好几遍才完全消化其中的细微差别。作者在这部分引用了大量的实验数据图表，这些图表绘制得非常精美，数据的标注清晰明了，使得理论推导过程有坚实的数据支撑。这本书的排版也值得称赞，页边距适中，字体选择典雅，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。它不像某些学术著作那样板着脸孔，而是带着一种恰到好处的学术热情，让人愿意沉浸其中，不断地挖掘更深层次的知识点。这本书无疑是近期我阅读过的技术类书籍中，在细节处理上最令人满意的一本。

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这本书的视角非常独特，它没有仅仅停留在纳米材料的合成方法论上，而是用相当大的篇幅讨论了这些新材料在实际工程应用中可能遇到的挑战和伦理困境。我个人对可持续发展和环境影响特别关注，书中关于纳米颗粒在生物体内的迁移和潜在毒性的讨论，让我深思。作者非常负责任地呈现了正反两方面的观点，没有一味地鼓吹“纳米万能论”。例如，在讨论到新型涂层材料的耐久性和自修复能力时，作者并没有回避其制造成本高昂和回收困难的问题，而是将其置于一个更宏大的经济学和环境学框架下进行权衡。这种批判性的思维方式，极大地提升了这本书的深度。我尤其欣赏作者对于未来发展趋势的预测，他不是凭空猜测，而是基于现有技术的瓶颈和突破口，给出了几条逻辑严密的可能路径。这本书提供了一个非常平衡的视角，既有硬核的技术细节，又有对未来社会责任的深刻反思，读完之后，我感觉自己的知识结构更加完善，不再只是一个孤立的技术学习者。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种深邃的蓝色调配上微小的、闪烁着金属光泽的颗粒图像，一下子就抓住了我的眼球。我本来是抱着随便翻翻的心态走进书店的，但这个设计让我停下了脚步，仿佛被某种未知的、微观世界的魔力所吸引。内容上，我花了大量时间在探讨作者对量子隧穿效应的阐述部分。说实话，我不是物理学专业出身，很多复杂的公式和理论推导对我来说简直是天书。但是，作者的文字功底非常扎实，他没有直接把我扔进数学的海洋里，而是用了一系列生动有趣的比喻，比如将电子比作在迷宫中寻找出口的小球，用这种方式来解释那些抽象的概念。我尤其欣赏他对于材料在极小尺度下性能反常的描述，那种从宏观世界的直觉经验被彻底颠覆的感觉，让人不寒而栗，又无比着迷。整本书的行文节奏把握得很好，从基础的晶体结构讲起，逐步深入到纳米尺度的独特性质，逻辑链条清晰可见，即便是初学者也能感受到作者循序渐进的引导。这本书不仅仅是在陈述科学事实，更像是在引领一场探索之旅，让我对“小”的无限可能产生了前所未有的敬畏。

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这本书的叙事结构充满了戏剧性，它更像是一部关于人类智慧如何不断突破物理极限的史诗。作者似乎非常钟爱历史回顾，他花了大量的篇幅追溯了从布拉格的晶体学研究到二十世纪中叶扫描隧道显微镜（STM）发明的关键节点。这些历史片段的穿插，使得枯燥的材料科学变得有血有肉。我仿佛能看到那些伟大的先驱者们，如何在有限的工具下，凭借着超凡的直觉和坚韧的毅力，一步步揭开物质的神秘面纱。例如，书中对早期电子显微镜分辨率的限制以及科学家如何巧妙地绕过这些限制的描述，简直如同侦探小说一般引人入胜。作者的写作风格非常擅长营造氛围，他善用排比和对比，来强调每一步技术飞跃的艰巨性。通过这种方式，读者能够更深刻地理解为什么“制造”出尺寸在1到100纳米之间的物质，会是一项如此了不起的成就。这本书成功地将科学史、技术发展和人文关怀完美融合，让我感受到了科学探索的纯粹激情。

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阅读这本书的过程，对我来说更像是一场智力上的攀登。它对读者的预备知识有一定的要求，尤其是在涉及到高分子化学和半导体物理学的交叉部分。有几个章节，我不得不暂停下来，去查阅一些相关的基本概念，比如费米能级和晶格缺陷理论的细节。但是，正是这种略带挑战性的难度，让我倍感充实。作者在解释复杂概念时，采用了非常精炼的数学模型来辅助说明，那些公式不是简单的堆砌，而是作为精度的保证，推动着逻辑的推进。我发现，这本书的价值在于它提供了一个非常坚实的理论框架，而不是仅仅罗列各种新奇的材料案例。它教会我如何“思考”纳米材料，而不是仅仅“记住”它们的名字。对于那些希望深入理解材料科学基础的进阶学习者而言，这本书无疑是一本宝藏。它拒绝做简单的科普读物，而是坚持提供严谨、深奥、却又逻辑自洽的知识体系，这正是其最令人钦佩的地方。每一次攻克一个难点章节，都有一种豁然开朗的成就感。

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