Pattern Recognition in Nanoscience, Environmental Engineering and Archeology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Perez, Diane M. (EDT)

出品人:

页数:212

译者:

出版时间:

价格:129

装帧:

isbn号码:9781600217159

丛书系列:

图书标签:

• Pattern Recognition
• Nanoscience
• Environmental Engineering
• Archeology
• Data Analysis
• Machine Learning
• Image Processing
• Remote Sensing
• Materials Science
• Cultural Heritage

好的，这是一份针对一本名为《Pattern Recognition in Nanoscience, Environmental Engineering and Archeology》的图书的详细简介，但内容完全不涉及该书所述的任何主题，而是聚焦于其他领域，力求详实且自然流畅： --- 《跨越维度的构造：现代材料科学中的拓扑结构与自组装动力学》 内容提要 本书深入探讨了在宏观、微观乃至量子尺度上，物质系统如何通过内在的几何约束和能量驱动，形成复杂且有序的拓扑结构。全书的核心在于揭示材料在特定环境刺激下，从无序状态向高度功能化形态转变的动力学过程与临界条件。我们抛弃了对特定化学成分的传统分析方法，转而聚焦于系统如何通过结构本身来编码信息和实现功能。 本书分为六个主要部分，系统地勾勒出从基础理论到前沿应用的完整框架。 第一部分：拓扑学基础在凝聚态物理中的应用 本部分奠定了理解复杂结构的基础。我们首先回顾了在拓扑不变量（如贝蒂数、陈类）在描述晶体结构和缺陷方面的核心作用。重点分析了拓扑绝缘体和拓扑半金属的能带结构，以及它们在低能激发下的鲁棒性。 第1章：几何约束与对称性破缺： 探讨了如何利用群论来预测材料在相变过程中可能出现的结构畸变。详细分析了斯夸尔斯（Squires）模型在预测晶格失配下的畴壁形成机制中的局限性与修正方案。 第2章：拓扑缺陷的演化动力学： 深入研究了涡旋、斯格明子（Skyrmions）等拓扑缺陷在磁性薄膜和液晶材料中的运动轨迹。通过偏微分方程组模拟了缺陷在外部场作用下的逃逸与湮灭机制，并引入了耗散势能面对缺陷迁移率的影响评估。 第二部分：动态自组装：从分子到介观尺度 这一部分将焦点从静态结构转向了时间依赖性的形成过程。自组装不再被视为一个简单的平衡过程，而是被视为一个受限的、受路径依赖驱动的非平衡态过程。 第3章：界面张力与成核限制： 详细分析了在溶液中或气-液界面上，颗粒如何克服能量壁垒进行初始成核。重点讨论了溶剂效应和界面活性剂对初始成核尺寸分布的精确调控。通过动态光散射（DLS）数据的反卷积技术，揭示了早期成核事件的随机性。 第4章：反应扩散系统中的形态发生： 借鉴图灵（Turing）模型的核心思想，研究了在具有正反馈和负反馈机制的化学反应体系中，如何自发地生成周期性结构（如斑点或条纹）。我们将此概念扩展到程序化胶体的沉降与堆叠过程，讨论了重力、布朗运动与化学诱导组装之间的竞争关系。 第三部分：机械力学与结构响应性 本书的这一部分转向了材料的力学功能，特别是结构如何通过其内部的拓扑连接对外部应力做出响应。 第5章：应力传播网络与局部化： 研究了由非晶固体或复合材料中，应力集中点如何通过链式或网状连接形成“疲劳路径”。我们引入了“结构熵”的概念来量化网络中潜在的断裂风险，并展示了如何通过引入随机间隔的“柔性接头”来增加材料的整体韧性，而非仅仅提高强度。 第6章：软物质中的形变拓扑： 探讨了高分子网络、水凝胶和生物膜在拉伸、剪切或压缩下的非线性弹性行为。重点分析了超可拉伸材料的应变硬化机制，这种机制往往依赖于材料内部微观网络结构的解缠结和重定向，而不是化学键的断裂。 第四部分：信息编码与结构记忆 本部分探讨了材料结构本身如何“记忆”其制造历史或外部刺激，并将其转化为可读取的信息。 第7章：周期性结构中的傅里叶分析： 介绍了如何利用二维或三维傅里叶变换来量化材料的周期性，并将其应用于评估多层膜或周期性光栅的结构完整性。着重讨论了傅里叶空间中的“禁止区域”如何对应于宏观可见的光学或电学截止频率。 第8章：结构演变的路径依赖性： 通过对温度/浓度梯度下相分离动力学的长期监测，展示了材料最终形态如何强烈依赖于初始条件的微小差异。引入了最小能量路径的概念来解释为什么材料倾向于形成特定的、非直观的中间相。 第五部分：计算模型与模拟方法论 为了实现对上述复杂系统的精确预测，本部分详细介绍了几种高级的计算模拟技术。 第9章：相场（Phase-Field）建模的进展： 介绍了如何使用相场方法来模拟界面演化和相变过程，尤其是在处理无序边界和复杂流体力学耦合时。重点案例是液滴在非均匀表面上的铺展和破裂。 第10章：基于代理（Agent-Based）的组装模拟： 对于离散粒子系统的自组装过程，我们提出了一个详细的代理模型框架，其中每个“代理”遵循一套基于局部相互作用的规则。这允许研究者在不依赖于连续场方程的情况下，探索宏观结构涌现的机制。 第六部分：应用前瞻：智能响应性材料的构建 最后一部分将理论和模拟结果与前沿实验设计相结合，展望了基于拓扑控制和动态组装的新一代功能材料。 第11章：梯度功能材料的梯度控制： 讨论了如何通过精确控制沉积速率和环境参数，制造出内部成分或结构沿着一个或多个维度连续变化的材料。这种梯度被用于优化器件的电荷提取效率或声学阻抗匹配。 第12章：可重构材料的“拓扑开关”： 探讨了如何设计具有可逆拓扑转变的系统。例如，通过外部刺激（光照、pH值、温度）诱导纳米结构从紧密堆积转变为松散网络，从而实现材料可编程的机械性能或渗透性。 本书旨在为材料科学家、理论物理学家以及从事复杂系统研究的人员提供一个跨越传统学科界限的分析工具箱，强调结构、动力学和功能之间的深刻、内在的联系。它要求读者具备扎实的数学和物理基础，并鼓励以更抽象的几何和拓扑视角来审视物质世界的构造。 ---

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆