新型纤维状电子材料与器件 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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彭慧胜 著

图书标签:

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• 新型材料
• 电子器件
• 传感器
• 能源存储
• 生物医学
• 智能纺织
• 纳米材料

出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030466822

版次：1

商品编码：11885404

包装：精装

丛书名： 半导体科学与技术丛书

开本：16开

出版时间：2016-01-01

用纸：胶版纸

页数：205

字数：290000

正文语种：中文

内容简介

　　《新型纤维状电子材料与器件》重点介绍了纤维状的有机太阳能电池、锂离子电池、超级电容器、光电转换与储能集成器件以及聚合物发光电化学池。与板状和块状的电子器件相比，这些纤维状的电子器件体积更小、质量更轻，可三维扭曲变形，并可以像化学纤维那样被进一步编成织物，成为多学科交叉研究的一个重要发展方向。
　　《新型纤维状电子材料与器件》可作为化学、物理、材料、能源、生物、医学等相关专业的教师、博士后、研究生和本科生的参考书，也可供有志于推动柔性电子器件和可穿戴设备发展的工程技术人员参考使用。

内页插图

目录

前言
第1章 绪论
1．1 能量转换和储存器件的发展
1．1．1 能量转换
1．1．2 能量储存
1．2 传统平面状能源器件面临的挑战
1．3 纤维状能源器件的兴起
1．3．1 纤维状能量转换器件
1．3．2 纤维状能量储存器件
1．3．3 纤维状集成器件
1．4 纤维状能源器件的最新进展
参考文献

第2章 导电纤维
2．1 引言
2．2 金属丝
2．2．1 钛丝
2．2．2 不锈钢丝
2．2．3 其他金属丝
213碳纳米管纤维
2．3．1 制备方法
2．3．2 可纺碳纳米管阵列
2．4 石墨烯纤维
2．4．1 石墨烯的合成
2．4．2 石墨烯纤维的制备
2．4．3 石墨烯纤维的性能
2．4．4 复合纤维
2．5 碳纤维和高分子纤维
2．5．1 碳纤维
2．5．2 高分子纤维
2．6 总结
参考文献

第3章 纤维状染料敏化太阳能电池
3．1 染料敏化太阳能电池概述
3．1．1 热力学原理
3．1．2 动力学过程
3．1．3 材料
3．1．4 表征
3．1．5 小结
3．2 纤维状染料敏化太阳能电池概述
3．2．1 金属电极
3．2．2 非金属电极
3．3 缠绕结构的纤维状染料敏化太阳能电池
3．3．1 工作电极
3．3．2 对电极
3，3．3 电解质
3．4 同轴结构的纤维状染料敏化太阳能电池
3．5 纤维状染料敏化太阳能电池的功能化
3．6 展望
参考文献

第4章 纤维状聚合物太阳能电池
4．1 聚合物太阳能电池概述
4．1．1 工作原理
4．1．2 器件结构
4．1．3 材料
4．1．4 表征
4．1．5 总结
4．2 纤维状聚合物太阳能电池概述
4．2．1 缠绕结构的纤维状聚合物太阳能电池
4．2．2 同轴结构的纤维状聚合物太阳能电池
4．3 基于碳纳米管的纤维状聚合物太阳能电池
4．4 展望
参考文献

第5章 纤维状钙钛矿太阳能电池
5．1 钙钛矿太阳能电池概述
5．1．1 工作原理
5．1．2 器件结构
5．1．3 材料
……
第6章 纤维状超级电容器
第7章 纤维状锂离子电池
第8章 纤维状集成器件
第9章 纤维状发光器件
第10章 能源织物
第11章 总结与展望
索引
《半导体科学与技术丛书》已出版书目
彩图

前言/序言

《星辰大海的低语：宇宙生命的追寻与可能》 引言 自古以来，人类仰望星空，便会涌起关于生命起源和宇宙是否孤寂的无限遐想。我们是谁？我们从何而来？在浩瀚无垠的宇宙中，是否存在着其他与我们相似或截然不同的生命形式？这些问题不仅是哲学的终极拷问，更是驱动科学探索不竭的动力。本书《星辰大海的低语》正是以此为引，深入浅出地剖析当前人类在探索地外生命过程中的最新进展、核心理论、面临的挑战以及对未来的展望。我们将从地球生命的独特性出发，循着物理、化学、生物学等学科的脉络，一同踏上这场跨越星辰大海的追寻之旅。 第一章：生命在地球的独特土壤——极端环境下的生命奇迹 在探寻地外生命之前，了解地球生命的生存极限至关重要。本书将首先聚焦于地球上那些在极端环境中蓬勃生长的生命体。从深海热液喷口喷涌的硫化氢中汲取能量的化能自养细菌，到高辐射、高盐度、高压强等恶劣环境下依然顽强生存的嗜极微生物，它们为我们揭示了生命演化的惊人适应性和多样性。这些“极端生命”的存在，极大地拓展了我们对生命存在条件的认知边界，证明了生命并非只局限于我们熟悉的“温和”环境。我们将详细介绍这些微生物的代谢机制、生存策略以及它们在生态系统中的独特地位，并探讨它们为寻找地外生命提供的关键参照。 第二章：宇宙的化学语言——构成生命的基石与宜居带的探索 生命，无论以何种形式存在，都离不开特定的化学元素和环境条件。本书将深入探讨构成地球生命核心的元素，如碳、氢、氧、氮、磷、硫（CHNOPS）的宇宙分布及其在行星形成过程中的富集机制。我们将分析星际分子云中复杂有机物的合成，以及它们如何通过陨石、彗星等途径抵达行星表面。 同时，本书将重点解析“宜居带”的科学概念。这不仅仅是水可能以液态存在的区域，更是一个包含了合适大气成分、稳定的恒星辐射、行星磁场保护以及足够行星质量以维持内部热源和板块构造等一系列复杂因素的综合性考量。我们将审视太阳系内外的宜居带候选者，如火星、木星的卫星欧罗巴和土卫二，以及系外行星开普勒-186f、TRAPPIST-1e等，并详细介绍科学家们如何通过光谱分析、凌日法等技术来探测这些星球的大气成分，寻找与生命活动相关的生物标志物（biosignatures），例如氧气、甲烷、臭氧等的组合。 第三章：生命起源之谜——从无机物到有机体，宇宙中的化学演化 生命如何从简单的无机物演化而来，是科学界最具挑战性的谜题之一。本书将梳理当前关于地球生命起源的几种主流假说，如“原始汤”理论、深海热液喷口理论、以及从宇宙输入的有机物假说。我们将回顾米勒-尤里实验等经典实验，探讨早期地球环境下氨基酸、核苷酸等大分子的自发生成过程。 更进一步，本书将探讨“RNA世界”假说，以及生命从自我复制的分子演化到具有细胞结构的早期生命体的关键步骤。我们将分析复制、代谢、分化等生命基本功能的出现，以及早期生命如何在缺乏氧气的环境中生存和演化。最后，我们将讨论这些起源理论对在地外星球寻找生命启示，例如，如果地外生命起源于不同的化学基础，或者在与地球截然不同的条件下发生，我们又该如何识别它们？ 第四章：宇宙中的生命搜寻—— telescopes of detection and astrobiological missions 人类探索地外生命的脚步从未停止。本书将全面介绍当前和未来的生命搜寻策略与技术。我们将详细阐述地面射电望远镜阵列，如SETI（搜寻地外文明计划）项目，如何通过监听宇宙中的无线电信号来寻找智慧生命存在的证据。 同时，我们也将聚焦于太空望远镜的革命性作用。例如，哈勃空间望远镜和詹姆斯·韦伯空间望远镜如何以前所未有的分辨率观测系外行星的大气，寻找生物标志物。本书还将介绍一系列重要的行星际探测任务，如“好奇号”和“毅力号”火星车对火星过去和现在生命迹象的搜寻，以及对木卫二、土卫二等冰卫星的未来探测计划，这些任务旨在直接取样、分析地下海洋，寻找生命存在的直接证据。 第五章：地外生命的可能形态——超越碳基生命的猜想 我们对生命的定义，很大程度上受到地球生命的制约。本书将鼓励读者跳出“碳基生命”的藩篱，大胆畅想宇宙中可能存在的、超越我们想象的生命形态。我们将探讨硅基生命、氨基生命等非传统生命化学基础的可能性，分析它们在不同宇宙环境下的生存潜力。 此外，本书还将讨论生命是否必须以“个体”形式存在，以及是否存在着如行星尺度的意识体、能量生命体等更宏大的生命概念。我们将引用科幻小说中的经典设想，并结合最新的科学理论，探讨这些“非主流”生命形态在理论上的可行性，以及我们该如何设计探测手段来识别它们。 第六章：潘多拉的盒子还是宇宙的希望？—— 地外生命发现的伦理与社会影响 如果有一天，我们真的发现了地外生命，无论是微生物还是智慧文明，都将是对人类现有认知体系的颠覆，并将带来深远的伦理、哲学和社会影响。本书将深入探讨这些潜在的挑战和机遇。 我们应该如何应对与地外文明的首次接触？是否存在“不接触原则”？我们是否有权干预地外生命的发展？如果地外生命比我们先进，我们又该如何自处？这些问题没有简单的答案，但提前思考和讨论，将有助于我们以更成熟、更负责任的态度面对未来的可能性。本书将引述不同学者的观点，并结合历史经验，为读者提供一个多维度的思考框架。 第七章：未来的远航—— 人类在宇宙中寻找生命的下一步 探索永无止境。本书的最后一章将展望未来人类在宇宙生命搜寻领域的宏大蓝图。我们将讨论下一代更强大的太空望远镜，以及更具突破性的行星探测技术，例如，直接采集系外行星样本返回地球的技术，或者利用量子计算来模拟生命演化的可能性。 同时，本书也将探讨“人类殖民”与“寻找地外生命”之间的关系。是否在宇宙中播撒人类的种子，也是一种生命形式的延续？我们是否会与其他生命形式发生共生，还是会成为宇宙中的掠食者？这些宏大的议题，将引领读者思考人类在宇宙中的终极定位与使命。 结语 《星辰大海的低语》是一场思想的旅行，一次关于生命最本源问题的追问。它不仅展示了人类在科学探索上的智慧与勇气，更激发了我们内心深处对未知的好奇与敬畏。当我们仰望星空，我们听见的，或许不仅仅是遥远星辰的寂静，更是生命本身在宇宙中低语的呼唤。这本书希望能够点燃您对宇宙生命探索的热情，与您一同期待那可能在某个遥远星系中，我们不期而遇的“他者”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计非常吸引我，封面采用了深邃的蓝色，搭配着抽象的银白色线条，仿佛夜空中流动的星河，又像是某种微观世界的复杂结构。这种视觉上的冲击力，让我迫不及待地想要翻开它，一探究竟。初次阅读时，我被其中精美的插图和清晰的图表深深吸引。书中对各种新型纤维材料的微观形貌进行了细致的描绘，从扫描电子显微镜下的纤维肌理，到透射电子显微镜下的晶体结构，都力求展现最真实、最细致的图像。这些图像不仅具有科学上的严谨性，更富含艺术的美感，让我感觉像是在欣赏一幅幅微观世界的画作。其中关于纳米纤维的形成机制，用图解的方式解释了静电纺丝过程中电场、溶液粘度、表面张力等关键因素如何相互作用，最终形成具有特定形貌和性能的纤维。这种直观的呈现方式，极大地降低了理解门槛，让我即使对某些物理化学过程不太熟悉，也能大致把握其核心原理。此外，书中对不同类型纤维（如碳纳米管、石墨烯纳米片、聚合物纳米纤维）的分类和对比也十分清晰，通过列举各自的优缺点以及潜在的应用领域，为读者构建了一个初步的认知框架。整体而言，这本书在视觉呈现上做足了功课，是那种让人愿意花时间去品味、去欣赏的科学著作。

评分☆☆☆☆☆

当我拿起这本《新型纤维状电子材料与器件》时，最让我印象深刻的是作者在阐述概念时所展现出的严谨性与前瞻性。书中并未止步于对现有材料的介绍，而是深入探讨了这些材料的物理化学基础，以及它们为何能够承载电子信号的传输和转换。例如，在介绍碳纳米管的导电性能时，作者详细剖析了其独特的π电子离域效应和范德华力在纤维缠结网络中的作用，并引用了大量的实验数据和理论模拟结果来佐证。这种深挖根源的解释方式，让我对碳纳米管的导电机理有了更透彻的理解，不再仅仅停留在“因为它导电”的层面。更令我惊喜的是，书中还大胆预测了未来新型纤维状电子材料的发展趋势，例如基于生物质或可降解聚合物的纤维，以及能够自修复或具备传感功能的智能纤维。这些畅想并非空穴来风，而是建立在对当前研究热点和技术瓶颈的深刻洞察之上。书中关于“柔性电子”这一章节，通过对不同纤维在弯曲、拉伸等形变下的电学性能变化进行详尽分析，展现了其在可穿戴设备、柔性显示等领域的巨大潜力，并对未来材料设计提出了新的挑战和机遇。这种既有深度又有广度的探讨，让这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一场与未来科技对话的启迪之旅。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉是，它非常注重对“过程”的解析，而不是简单地呈现“结果”。在介绍新型纤维状电子材料的制备方法时，作者并没有直接给出最终的成品，而是详细地阐述了每一步操作背后的科学原理和技术细节。比如，在描述一种新型导电聚合物纤维的合成过程时，书中详细解释了聚合反应的动力学、溶剂的选择对纤维形貌的影响，以及后处理过程中热稳定性或化学改性如何赋予纤维特定的性能。这种“解构”式的讲解，让我能够理解材料为何具备了某种特性，而不是仅仅知道它具备。此外，在讨论器件的性能评估时，作者也强调了测试条件的标准化和数据分析的严谨性，这对于从事相关研究的读者来说，无疑是极其宝贵的指导。书中对“器件可靠性”的探讨尤其令我印象深刻，它详细分析了材料在长期使用过程中可能出现的各种老化机制，以及如何通过材料设计和器件结构优化来提升其稳定性。这种对“细节”的极致追求，让这本书的科学价值和实用价值都得到了极大的提升，它不只是告诉我们“是什么”，更告诉我们“为什么”和“如何做”。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，刚开始阅读这本书时，我有些担心它会过于偏重理论，导致内容枯燥乏味。然而，事实证明我的担忧是多余的。作者以一种非常巧妙的方式，将复杂的理论概念与实际应用场景巧妙地结合起来。书中对于各种纤维状电子材料在具体器件中的应用案例进行了详细的描述，并且不仅仅是简单地罗列，而是深入分析了材料的性能如何影响器件的整体表现。例如，在介绍用于传感器领域的纤维时，作者详细解释了不同纤维的表面化学性质如何影响其对特定气体或生物分子的吸附能力，以及这种吸附如何转化为可检测的电信号。书中甚至列举了具体的实验设计和数据分析方法，让我感觉仿佛置身于实验室，亲身参与了这些研究。更令人赞叹的是，书中对于“器件集成”这一环节的探讨也十分深入。它不仅关注单个材料的性能，更着眼于如何将这些新型纤维材料有效地集成到复杂的电子器件中，克服诸如接触电阻、界面稳定性等技术难题。书中对于“打印电子”技术的介绍，就生动地展示了如何通过特定的打印工艺，将纤维状电子材料转化为功能性的电路，这一过程的描述让我对未来的制造技术充满了遐想。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，一开始我对于“纤维状”这个词感到有些局限，认为它可能只涉及一些细小的丝状结构。然而，这本书彻底颠覆了我这种认知。它将“纤维状”的概念延展到了各种宏观到微观的尺度，并展示了其在电子材料领域的无限可能。书中不仅讨论了传统的碳纳米管、石墨烯等，还深入介绍了诸如金属有机框架（MOFs）衍生的纤维、生物基材料构筑的纤维，甚至是一些新型高分子电解质纤维。这些内容让我意识到，原来“纤维”的定义可以如此广泛，而它们的电子学性质也远比我之前想象的要丰富多样。尤其是在“器件结构设计”这一章节，书中通过大量图示，展示了如何将这些不同特性的纤维巧妙地编织、堆叠、组装，从而构筑出高性能的柔性传感器、高效的能量存储器件，甚至是仿生电子元件。我被书中描述的“3D打印纤维网络”所构建的复杂三维电子器件所深深吸引，这种将材料科学、制造工艺与器件物理融为一体的创新思路，让我看到了未来电子技术发展的全新方向。这本书真正让我感受到，科学的边界远比我们想象的要宽广，而“纤维”这一看似简单的形态，却蕴含着巨大的科学能量。