国外物理名著系列9：自组织纳米材料（影印版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 足立元成，[加拿大] 洛克伍德（Lockwood D.J.） 著

图书标签:

• 物理学
• 纳米材料
• 自组织
• 材料科学
• 纳米技术
• 国外名著
• 影印版
• 学术著作
• 理工科
• 科学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030187925

版次：1

商品编码：10474752

包装：精装

丛书名： 国外物理名著系列（影印）

开本：16开

出版时间：2007-04-01

用纸：胶版纸

页数：317

字数：388000

正文语种：英文

内容简介

《自组织纳米材料（影印版）》包含了大量通过化学、仿生学途径并运用自组织机制合成纳米材料并产生不同尺度的组件的方法。过去的几十年里。纳米结构新颖的系统性能在自然科学的各个领域中得到广泛认可，新技术的不断发展吸引了各个领域的科学家投入到与之相关的研究中。要全面实现纳米科学与技术的巨大应用前景，面临的重要挑战就是寻找在原子尺度上调制排列结构的方法以及构造原子、介观、宏观各尺度层次的材料。《自组织纳米材料（影印版）》介绍了纳米结构自组装领域从基础理论到相关应用的大量令人鼓舞的最新进展，可供物理学、化学、生物学、工程和材料科学领域中科研人员和研究生参考。

目录

Preface
1、Self-Assembled Si1-xGex Dots and Islands
Jean-Marc Baribeau，Nelson L.Rowell，and David J.Lockwood
1.1 Introduction
1.2 Si1-xGex Island Growth
1.2.1 Growth Modes in Heteroepitaxy
1.2.2 Si1-xGex Island Growth and Shape Evolution
1.2.3 Si1-xGex Island Composition and Strain Distribution
1.3 Stacked Si1-xGex Islands
1.3.1 Development of Morphological Instabilities in Heteroepitaxy
1.3.2 Synthesis，Structure，and Vertical Correlation
1.3.3 Vibrational Properties
1.3.4 Optical Properties
1.4 Engineering of Si1-xGex Islands
1.4.1 Influence of Surface Morphology
1.4.2 Influence of Adsorbed Species
1.5 Applications of Si1-xGex Islands and Dots
1.5.1 Photodetectors
1.5.2 Other Applications
1.6 Summary and Future Prospects
References

2、Synthesis of Titania Nanoerystals： Application for Dye-Sensitized Solar Cells
Motonari Adachi，Yusuke Murata，Fumin Wang，and Jinting Jiu
2.1 Formation of Titania Nanocrystals by Surfactant-Assisted Methods
2.1.1 Introduction： How to Control Morphology and Functionalize Ceramic Materials
2.1.2 Formation of Network Structure of Single Crystalline TiO2 Nanowires by the "Oriented Attachment" Mechanism
2.1.3 Morphological Control of Anatase Nanocrystals Using Dodecanediamine as a Surfactant
2.2 Application of TiO2 Network of Single-Crystalline Nanowires for Dye-Sensitized Solar Cells
2.2.1 Introduction
2.2.2 How to Make the Dye-Sensitized Solar Cells
2.2.3 Characterization of the Solar Cells Made of Network of Single-Crystalline Anatase Exposing Mainly the {101} Plane
2.3 Summary
References

3、Soft Synthesis of Inorganic Nanorods，Nanowires，and Nanotubes
Shu-Hong Yu and Yi-Tai Qian
3.1 Introduction
3.2 An Overview： Emerging Synthetic Routes for the Synthesis of Low-Dimensional Nanocrystals
3.2.1 "Hard" Approaches
3.2.2 "Soft" Approaches
3.3 Soft Synthesis of Low-Dimensional Nanocrystals
3.3.1 Hydrothermal/Solvothermal Processes
3.3.2 Synthesis of Semiconductor Nanorods/Nanowires by Solution-Liquid-Solid Mechanism
3.3.3 Capping Agents/Surfactant-Assisted Soft Synthesis
3.3.4 Bio-Inspired Approach for Complex Superstructures
3.3.5 Oriented Attachment Growth Mechanism
3.4 Summary and Outlook
References

4、Assembly of Zeolites and Crystalline Molecular Sieves
Jennifer L.Anthony and Mark E.Davis
4.1 Introduction
4.2 Thermodynamics of Synthesis Processes
4.3 Kinetics of Synthesis Processes
4.4 Assembly Processes
4.4.1 Proposed Mechanisms for Zeolite Assembly
4.4.2 MetaMon-Assisted Assembly Processes
4.5 Components of Synthesis
4.5.1 Organic Components
4.5.2 Inorganic Components
4.6 Chirality：Can a Designer Zeohte Be Synthesized
4.7 Summary
References

5、Molecular Imprinting by the Surface Sol-Gel Process：Templated Nanoporous Metal Oxide Thin Films for Molecular Recognition
Seung-Woo Lee and Toyoki Kunitake
5.1 Introduction
5.2 Surface Sol-Gel Process
5.2.1 Preparation of Amorphous Metal Oxide Thin Films
5.2.2 Rich Variety of Organic Components in Nanohybrid Layers
5.3 Molecular Imprinting in Amorphous Metal Oxide Films
5.3.1 Incorporation and Removal of Templates
5.3.2 Stability and Selectivity of Imprinted Sites
5.3.3 Nature of Imprinted Sites for Guest Binding
5.3.4 Multifunctional Nature of Imprinted Cavity
5.3.5 Varied Molecular Selectivity
5.4 Practical Potentials
5.4.1 Recognition of Biological Molecules
5.4.2 Contrivance for High Sensitivity
5.4.3 Recognition of Coordination Geometry
5.4.4 Nanoporous Thin Films with Ion-Exchange Sites
5.4.5 Direct Observation of Imprinted Cavity-Physical Cavity Versus Topological Cavity
5.5 Unsolved Problems and Future Prospects
References

6、Fabrication，Characterization，and Applications of Template-Synthesized Nanotubes and Nanotube Membranes
Punit Kohli and Charles R.Martin
6.1 Introduction
6.2 Nomenclature
6.3 Template Synthesis of Nanotubes
6.4 Silica Nanotubes
6.4.1 Attaching Different Functional Groups to the Inside Versus Outside Surfaces
6.4.2 Nanotubes for Chemical and Bioextraction and Biocatalysis：Demonstration of Potential Drug Detoxification Using Nanotubes
6.5 Template Synthesis of Nano Test Tubes
6.6 Nanotube Membranes for Bioseparations
6.6.1 Antibody-Functionalized Nanotube Membranes for Selective Enantiomeric Separations
6.6.2 Functionalized Nanotube Membranes with "Hairpin"-DNA Transporter with Single-Base Mismatch Selectivity
6.7 Conical Nanotubes： Mimicking Artificial Ion Channel
6.8 Conclusions
References

7、Synthesis and Characterization of Core-Shell Structured Metals
Tetsu Yonezawa
7.1 Introduction
7.2 Preparation of Core-Shell Bimetallic Nanoparticles
7.2.1 Preparation Procedures
7.2.2 Successive Reduction of the Corresponding Two Metal Ions
7.2.3 Simultaneous Reduction of the Corresponding Two Metal Ions
7.2.4 Other Systems
7.3 Characterization of Core-Shell Bimetallic Nanoparticles
7.3.1 X-ray Characterization
7.3.2 Electron Microscopic Observations
7.3.3 UV-vis Spectroscopy
7.3.4 IR Spectroscopy of Chemical Probes
7.4 Summary
References

8、Cobalt Nanocrystals Organized in Mesoseopie Scale
Marie-Paule Pileni
8.1 Introduction
8.2 Self-Organization of Cobalt Nanocrystals
8.3 Collective Magnetic Properties of Mesostructures Made of Magnetic Nanocrystals
8.4 Conclusion
References

9、Synthesis and Applications of Highly Ordered Anodic Porous Alumina
Hideki Masuda and Kazuyuki Nishio
9.1 Introduction
9.2 Synthesis of Highly Ordered Anodic Porous Alumina
9.2.1 Growth of Anodic Porous Alumina on Al
9.2.2 Synthesis of Highly Ordered Anodic Porous Alumina
9.2.3 Ideally Ordered Anodic Porous Alumina by the Pretexturing Process Using Molds
9.3 Ordered Nanostructures Based on Highly Ordered Anodic Porous Alumina
9.3.1 Nanocomposite Structures Using Highly Ordered Anodic Porous Alumina
9.3.2 Nanofabrication Using Anodic Porous Alumina Masks
9.3.3 Two-Step Replication Process for Functional Nanohole Arrays
9.3.4 Ordered Array of Biomolecules Using Highly Ordered Anodic Porous Alumina
9.4 Conclusions
References
Index

前言/序言

国外物理名著系列9：自组织纳米材料（影印版） 书籍简介 本卷《国外物理名著系列9：自组织纳米材料（影印版）》汇集了当代国际物理学界关于纳米材料自组织构筑这一前沿领域的重要研究成果和经典论述。本书并非对单一研究方向的全面覆盖，而是精选了多位在纳米科学领域具有深厚造诣的学者们最具代表性的论文和综述，旨在为读者提供一个多视角、多层次的学术盛宴，深入理解自组织在纳米尺度下如何驱动复杂结构的形成与功能实现。 核心关注点与内容结构 本书的编排逻辑紧密围绕“自组织”这一核心概念在纳米材料科学中的具体应用和理论基础展开。它着重探讨了系统如何在没有外部精密模板或指导的情况下，仅仅依靠组分间的局限性相互作用和能量最小化原理，自发地形成具有特定形貌、结构和功能的纳米尺度物体。 第一部分：自组织的基础理论与热力学驱动力 本部分是全书的理论基石。它详细阐述了驱动纳米系统自组织的内在机制。内容涵盖了从经典的化学热力学到统计物理学的视角，探讨了体系在特定条件下（如浓度梯度、温度梯度、界面能、范德华力、静电斥力、链结构熵等）如何跨越能量势垒，进入低能的、有序的构象。 非平衡态热力学在自组织中的角色： 重点分析了在远离热力学平衡的条件下，耗散结构（Dissipative Structures）如何通过物质和能量的持续交换而稳定存在。这部分内容对理解活性材料（Active Matter）的自组装尤为关键。 界面张力与曲率效应： 深入探讨了在溶液中，表面活性剂分子、嵌段共聚物等如何通过调节界面能，自发形成胶束、囊泡或液晶相。不同曲率下界面能的差异，是决定最终结构形态的关键因素。 拓扑约束与结构锁定： 介绍了如何通过引入特定的几何或化学约束，引导自组织过程趋向于产生特定的拓扑结构，例如扭结、螺旋或手性结构，这是实现材料宏观功能化的重要途径。 第二部分：软物质体系的动态自组装 软物质，因其组分间的相互作用力较弱，对环境变化极为敏感，是研究自组织现象的理想平台。本部分聚焦于基于分子间作用力驱动的动态组装过程。 超分子化学与识别： 详尽介绍了利用氢键、π-π堆积、金属配位等高度方向性的非共价键，实现分子间的精确识别和有序排列。例如，通过设计具有互补识别位点的分子模块，可构建出二维或三维的超分子晶体。 块状共聚物的相分离与周期性结构： 深入剖析了具有不同嵌段化学性质的共聚物在特定溶剂或无溶剂条件下，如何通过嵌段间相容性的驱动，形成精密的微相分离结构，如层状（lamellar）、柱状（cylindrical）、球状（spherical）等周期性结构。这些结构是制造光子晶体和高分子模板的重要原材料。 DNA纳米技术（DNA Origami）： 阐述了如何利用DNA碱基对的特异性结合这一自然界中最精确的“自组织指令”，将单链DNA折叠成预先设计好的二维或三维纳米结构，展示了信息学在材料构筑中的强大应用。 第三部分：无序到有序的转变：晶体生长与缺陷控制 本部分将视角从软物质转向了更具挑战性的无机纳米晶体的生长过程。 模板介导与无模板自组装： 对比了传统上利用预先制备的有机或无机模板来限制晶体生长的方法，与完全依靠溶剂化学、过饱和度控制等因素驱动的“真”自组装过程。重点分析了溶剂效应和表面能对晶体形态（如纳米线、纳米片、纳米立方体）的影响。 尺寸效应与量子限制： 讨论了当材料尺寸进入纳米尺度后，其电子能带结构发生变化，这反过来又会影响材料表面的化学活性和组装倾向。书中包含了关于量子点（Quantum Dots）在溶液中聚集和取向的经典研究。 取向控制与各向异性组装： 针对如何使自组装形成的纳米单元（如纳米棒、纳米片）在宏观尺度上呈现出高度的取向性，从而实现光学、电学性能的各向异性增强，提供了多种解决方案，包括剪切力诱导、电场/磁场辅助等。 第四部分：复杂多级结构的涌现与功能集成 高级自组织的目标是将单一尺度的有序结构，通过层层递进的组装过程，形成具有多级特征的复杂系统。 分级结构的设计与控制： 探讨了如何将微米尺度的支架结构与纳米尺度的组装单元相结合，实现从分子到宏观尺度的连续有序排列。这对于生物仿生材料的开发至关重要。 智能响应性材料： 介绍了如何设计对外部刺激（如pH值、温度、光照、电场）敏感的组装单元。当刺激改变时，组分间的相互作用能发生变化，导致材料的自组织状态发生可逆或不可逆的转变，从而实现传感、药物释放等功能。 读者对象 本书内容涵盖了从基础理论到前沿应用的广泛光谱，适合于材料科学、化学、物理学、生物物理学等相关专业的研究生、高年级本科生，以及长期从事纳米技术研究的科研人员和工程师。影印版保持了原著的学术原貌和深度，是理解该领域经典思想和最新研究脉络不可多得的参考资料。通过研读本书，读者将能够深刻理解并掌握利用自然规律（自组织）来设计和制造下一代先进纳米功能材料的核心科学方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书所呈现的“多尺度自组织”视角，让我对纳米材料的认识上升到了一个新的高度。作者并没有孤立地看待微观粒子的自组织行为，而是将其置于宏观系统和环境因素的相互作用中进行考量。这种宏观与微观相结合的思维方式，对于理解复杂材料体系的形成和演化至关重要。我印象深刻的是，书中对“外部诱导自组织”的讨论，详细阐述了如何通过电场、磁场、光照等外部条件，来精确控制纳米结构的形成，这无疑为纳米材料的设计和应用提供了更广阔的空间。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，这本《自组织纳米材料（影印版）》是一部具有里程碑意义的学术著作，它不仅系统地梳理了自组织纳米材料领域的研究现状，更指明了未来的发展方向。书中的每一个章节都充满了深刻的见解和前沿的知识，对于任何对纳米科学和材料工程感兴趣的读者来说，都是一本不可或缺的参考书。我强烈推荐这本书给所有希望深入了解自组织纳米材料的同行和学生，相信它一定会为您带来意想不到的收获。

评分☆☆☆☆☆

这本《自组织纳米材料（影印版）》确实是一本让人眼前一亮的学术著作。当我第一次翻开它时，就被其严谨的学术风格和深邃的研究内容所吸引。书中对自组织这一核心概念的探讨，不仅仅局限于表面的现象描述，而是深入到微观尺度下，揭示了物质在特定条件下如何自发地形成有序结构。我尤其欣赏作者在论述过程中，大量引用的前沿研究成果和实验数据，这使得书中的观点论证更加充分，也为读者提供了一个清晰的研究脉络。

评分☆☆☆☆☆

《自组织纳米材料（影印版）》不仅仅是一本理论书籍，更是一本能够激发我科研灵感的宝藏。书中关于“功能性自组织”的章节，为我打开了新的思路。作者详细介绍了如何通过调控自组织过程，来设计和制备具有特定光学、电子或催化性质的纳米材料。我从中学习到了许多创新的实验设计方法和材料表征技术，对于我目前正在进行的研究项目，提供了宝贵的借鉴意义。每一次阅读，都能从中获得新的启发，让我对未来的研究方向更加充满信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验可以说是一种智力上的探险。我特别喜欢作者在阐述复杂概念时所采用的类比和图示，这些精巧的设计极大地降低了理解门槛，让非纳米材料领域的读者也能逐步掌握其中的精髓。比如，书中关于“自组装”机制的描述，作者用一种形象化的方式，将复杂的分子间相互作用转化为生动的故事，读起来引人入胜，仿佛置身于一个微观世界的奇妙旅程。这种叙述方式，在学术著作中并不多见，也正是它最吸引我的地方。

评分☆☆☆☆☆

恩，挺不错的，挺专业的

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有一点是质量一般，壳子不知道什么时候会掉掉

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不错不错不错不错不错

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