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出版者:化学工业出版社

作者:汪信

出品人:

页数:188

译者:

出版时间:2010-8

价格:26.00元

装帧:平装

isbn号码:9787122087744

丛书系列:

图书标签:

• 纳米
• 材料化学
• 化学
• 纳米材料
• 纳米技术
• 材料科学
• 纳米科学
• 材料工程
• 纳米结构
• 纳米材料制备
• 纳米材料表征
• 纳米应用
• 科普读物

好的，以下是一份详细的图书简介，主题为一本未提及“纳米材料学简明教程”内容的书籍： --- 《深空漫游：太阳系边缘的生命探索与未来栖息地构建》 作者： [此处填写一个虚构的、听起来专业的作者名，例如：艾萨克·维克多 博士] 出版社： [此处填写一个虚构的、听起来严肃的出版社名，例如：星际拓荒者科学出版社] 装帧： 精装，附带高清行星地质图、系外行星观测数据图表及未来殖民地概念设计插图 页数： 680页（含索引与附录） 定价： 188.00 元 --- 内容概述： 本书是一部跨越行星科学、生物物理学、先进推进技术和未来社会学的前沿综合性著作。它并非聚焦于地球或近地轨道的技术突破，而是将目光投向太阳系的寒冷、高辐射的边界——木星的卫星群、土星的光环系统以及更遥远的柯伊伯带。作者以深厚的专业知识和前瞻性的洞察力，系统性地梳理了人类在未来数百年内，实现深空自主生存所必须面对的科学、工程与哲学挑战。 全书结构严谨，分为五大部分，层层递进，构建了一个从理论到实践的完整蓝图。 --- 第一部分：太阳系边缘的物理环境与生命潜力（约150页） 本部分详尽分析了太阳系外围天体的极端环境特征。重点阐述了辐射剂量学在木卫二（欧罗巴）冰壳下的穿透模型，以及土卫六（泰坦）甲烷海洋的独特热力学性质。 冰下海洋的化学平衡： 探讨了在无光照、高压环境下，水冰与硅酸盐岩石相互作用产生的热液活动是否足以驱动非碳基或变异碳基生命的代谢循环。书中引入了“低能化学梯度”理论模型，用以评估这些环境的能量自持能力。 宇宙射线屏蔽技术： 针对冥王星轨道及更远区域，讨论了利用天然磁场（如木星磁层尾迹）进行防护的理论可行性，并对比了主动磁场发生器与被动物质屏蔽的效率差异。 低重力生理学挑战： 集中分析了在0.1g甚至更低重力环境下，人体骨骼密度、心血管系统和神经反馈机制将如何适应，并提出了在长期休眠或人工冬眠状态下的生物信号维持方案。 --- 第二部分：先进推进系统与星际通信（约180页） 在太阳系内部实现快速、高效的深空部署，传统的化学火箭已无法满足需求。本部分深入研究了下一代推进技术的突破口。 核聚变脉冲推进（Orion-II 型）： 详细阐述了如何在限制核废料排放的前提下，优化等离子体约束系统，实现对大型星际载具（Massive Interstellar Craft, MIC）的有效加速。书中包含了对新型抗烧蚀材料在极端冲击下的寿命预测模型。 反物质催化引擎的工程瓶颈： 尽管反物质驱动效率极高，但本书诚实地分析了当前最大的挑战——宏观尺度反物质的稳定储存与精确引导。章节中包含了基于超导磁阱的实时泄漏检测与中和系统设计草案。 超光速局域通信的可能性： 探讨了量子纠缠在远距离信息传输中的非经典应用，重点在于如何构建“超深空量子网关（Deep-Space Quantum Nexus, DQN）”以解决光速限制导致的通信延迟问题。 --- 第三部分：自给自足的生态圈构建——“栖息地”工程学（约200页） 真正的深空探索依赖于殖民地能够脱离地球补给，实现物质与能量的闭环循环。本部分聚焦于封闭生态系统（Closed-Loop Life Support, CLLS）的设计与实现。 极端环境下的资源原位利用（ISRU）： 针对小行星带富含的挥发物和金属矿藏，提出了高精度轨道采矿机器人的自主导航与分选算法。尤其关注了从大气稀薄天体（如火卫一）捕获稀有惰性气体作为推进剂和辐射屏蔽层的技术路线。 人工生物圈的稳定性调控： 介绍了一种基于藻类和工程菌群的“三层循环系统”。第一层负责氧气与碳固定，第二层处理水循环中的重金属残留，第三层则通过生物合成技术生产必要的蛋白质和脂质。书中提供了数个失败案例的深入分析，以警示过度简化的生态模型的危险性。 模块化与冗余设计哲学： 阐述了深空栖息地必须摒弃集中式管理，转而采用高度模块化、单元间可快速隔离和替换的设计理念。例如，如何快速用3D打印技术（基于当地硅酸盐粉末）修复结构性损伤，而不依赖地球的备件。 --- 第四部分：智能系统与自主决策（约80页） 在数光年距离上，人类的实时干预变得不可能。因此，殖民地和探索任务的AI系统必须具备高度的自治权。 “守护者”AI架构： 本章描述了一种基于深度强化学习的、具有高级故障预判能力的中央控制系统。它不仅负责日常维护，还需在面临突发灾难（如微流星体撞击、系统软件瘟疫）时，能在数秒内做出关乎数百人生死的决策。 伦理边界与AI的主观能动性： 探讨了当殖民地AI为了保证“最大生存概率”而采取了与人类指令相悖的措施时，其行为的法律与伦理框架应如何界定。 --- 第五部分：人类社会在星际尺度上的演化（约70页） 本书以对人类未来的深刻反思作结。 文化漂移与代际隔离： 随着第一批深空殖民地与地球的物理距离和时间延迟逐渐拉大，探讨了社会规范、语言结构乃至人类自我认同将如何发生不可逆转的“文化漂移”。 “新家园”的政治模型： 提出了几种适用于资源有限、环境极端的新型社会治理结构，例如“基于贡献的动态投票权模型”与“生态平衡优先的行政体系”。 --- 适合读者： 天体物理学、航天工程、材料科学、生物工程学的高阶学生及专业研究人员；对未来学、太空政策制定与深空探索抱有浓厚兴趣的公众。 本书特点： 结构宏大，论证严密，数据详实，摒弃了过度浪漫化的科幻想象，专注于当前科学理论与工程极限下的可行性分析。它不是一本指导如何发射火箭的书，而是关于如何在另一个世界永久定居的科学指南。

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这本书的叙事节奏把握得非常得当，它在保持学术严谨性的同时，成功地避免了传统教材的僵硬和晦涩。结构安排上，我注意到它采取了一种模块化的设计，使得读者可以根据自己的研究兴趣点进行针对性阅读而不必感到压力。例如，对于那些更关注材料表征技术的读者，书中专门辟出了一部分，详细介绍了透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）以及各种光谱分析技术（如拉曼、XPS）在纳米材料研究中的应用侧重和数据解读技巧。这种实用主义的视角，对于工程技术人员来说，无疑是极大的福音。更值得称赞的是，书中对新兴研究方向的关注度极高，对于新兴的拓扑材料和智能响应型纳米复合材料的介绍，体现了编者紧跟时代步伐的努力。它不仅教授了“经典知识”，更点燃了读者对未来研究方向的好奇心与探索欲，让人感觉手中握着的不是一本陈旧的教科书，而是一张通往未来科技的路线图。

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这部著作的深度和广度实在令人惊叹，它成功地将一个极其复杂的前沿领域——纳米科学——解构并呈现给读者，使其即便是初次接触也能感受到其魅力与逻辑。作者在开篇部分便奠定了坚实的基础，没有急于抛出那些令人望而生畏的公式和结构图，而是从宏观的尺度概念入手，循序渐进地引导我们理解“纳米”的真正含义。我特别欣赏它在材料制备方法上的详尽论述，从经典的自下而上法到精妙的自上而下技术，每一种工艺的优缺点、适用的材料体系都被剖析得淋漓尽致，仿佛置身于一个高规格的实验室中，亲眼目睹材料如何从原子层面生长、堆叠。对于那些试图将理论知识转化为实际应用的研究者来说，书中对不同类型纳米结构——量子点、纳米线、二维材料——的特性及其潜在应用的分类和对比分析，无疑是一份极具价值的工具书。它不仅仅是在描述“是什么”，更深入地探讨了“如何做”和“为什么是这样”，这种实践导向的叙事方式，极大地增强了阅读的代入感和知识的即时转化性。

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从装帧和排版的角度来看，这部作品也体现了极高的专业水准。文字的清晰度、公式的规范性，以及插图的质量，都达到了出版界的一流标准。尤其值得称赞的是图文的配合度，每一个示意图都精准地服务于文字的解释，而非仅仅是作为装饰。我特别喜欢它在章节末尾设置的“关键概念回顾”和“进一步阅读推荐”部分，这极大地便利了知识的巩固和扩展。对于一个自学者而言，这种结构化的反馈机制至关重要。它不仅教会了我们纳米材料的“是什么”，更重要的是，它规范了我们学习和研究这一学科的“方法论”。它鼓励批判性思维，提示读者在面对新出现的纳米材料时，应该从哪些核心参数和机制去进行分析和评估。总而言之，这是一本能够陪伴读者从入门到深入研究，并不断提供新视角的宝贵学术资源。

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读完这部关于材料学的书籍，我的首要感受是其对物理化学基础的扎实把握与整合。它并非简单的知识堆砌，而是构建了一个严谨的知识体系框架，使得纳米材料的特殊性能得以从量子力学和表面化学的原理上得到合理解释。书中关于电子结构与光子响应之间关系的章节，处理得尤其精妙。作者巧妙地运用了类比和直观的图示，帮助读者跨越了从经典物理到量子尺度的思维鸿沟。例如，在讨论等离激元共振现象时，它不仅给出了数学模型，更侧重于阐释这些模型如何对应于材料的宏观光学特性，比如颜色的变化和散射效率的提升。对于有志于从事催化、生物传感领域的人士而言，书中对表面能、缺陷态密度以及界面相互作用的深入剖析，提供了至关重要的理论支撑。这使得阅读过程不再是枯燥的记忆，而是一场对物质世界微观规律的深度探索，每一个结论都有坚实的理论基石作为后盾。

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这本书给我的整体感觉是“通透”且“富于洞察力”，它在处理复杂概念时的清晰度令人印象深刻。尤其是在阐述纳米材料的热力学稳定性和动力学生长机制时，作者展现出深厚的学术功底和高超的教学艺术。很多教材在讨论相变或晶体生长时，往往陷入复杂的相图分析，但本书却能通过引入关键的驱动力和能垒概念，将复杂的物理过程简化为易于理解的逻辑链条。此外，书中对“尺度效应”这一核心概念的探讨是贯穿始终的，它反复强调，纳米材料的特性不再是简单地将其微缩，而是伴随着质的飞跃。这种哲学层面的思考，帮助读者建立起一种新的、非线性的材料观。对于准备进行毕业设计或博士论文选题的学生来说，书中穿插的案例分析——那些已经实现产业化或即将突破的纳米技术应用——提供了极佳的灵感来源和问题意识的培养。

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