现代化学专著系列 超分子层状结构：组装与功能 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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沈家骢 等 著

图书标签:

• 超分子化学
• 层状结构
• 自组装
• 功能材料
• 化学
• 材料科学
• 纳米材料
• 界面科学
• 结构化学
• 化学专著

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030120816

版次：1

商品编码：12049715

包装：平装

丛书名： 21世纪科学版化学专著系列

开本：16开

出版时间：2004-02-01

用纸：胶版纸

页数：462

字数：566000

正文语种：中文

内容简介

　　超分子化学是关于分子聚集体与分子间相互作用的化学，它与其他学科交叉融合形成超分子科学，被认为是21世纪新概念和高技术的一个重要源头。
　　《现代化学专著系列 超分子层状结构：组装与功能》集沈家骢院士研究集体及合作者近10年的科研积累，详细介绍了超分子结构与功能这一交叉前沿领域的研究成果及发展趋势。内容包括一维、二维及三维层状组装技术，界面组装与表面图案化，无机／有机纳米复合体，新型超分子构筑基元，分子间相互作用的单分子力谱研究等。
　　《现代化学专著系列 超分子层状结构：组装与功能》可供从事超分子化学、材料科学、纳米科学、胶体与界面化学、高分子化学与物理和生命科学等领域的科研人员及研究生阅读、参考。

内页插图

目录

前言
第1章 多层复合膜
1．1 层状组装超薄膜与超分子化学
1．2 层状组装超薄膜的制备方法
1．3 静电组装技术
1．4 改进的静电组装技术
1．5 基于其他推动力的超薄膜的交替沉积技术
1．6 自组装多层膜的展望
参考文献

第2章 中空微胶囊
2．1 引言
2．2 层状组装的聚合物中空微胶囊的制备技术
2．3 聚电解质中空微胶囊的基本物理性能
2．4 微胶囊的渗透调控性能
2．5 微胶囊的包埋与释放性能
2．6 囊壁的功能化调控
2．7 结束语
参考文献

第3章 插层组装材料
3．1 引言
3．2 LDHs插层前驱体的结构特征
3．3 LDHs插层前驱体的制备化学
3．4 LDHs插层组装体的组装及其结构表征
3．5 LDHs插层组装体及其前驱体的功能
3．6 其他几类层状插层组装体的研究概况
3．7 结束语
参考文献

第4章 纳米图案化表面
4．1 两亲性分子的界面组装
4．2 树枝状分子的自组装单层膜
4．3 有机单层吸附膜
4．4 图案化的交替层状结构
4．5 结束语
参考文献

第5章 微米尺寸的界面组装
5．1 引言
5．2 以自组织的液体结构为模板来构造大孔新材料
5．3 固体表面润湿性的图案化
5．4 表面诱导的自组织的液体图案
5．5 以自组织的液体图案为模板构造有序微观结构
5．6 胶体微球的动态自组装与耗散结构
5．7 结束语
参考文献

第6章 生物相容性的界面
6．1 绪论
6．2 生物医用材料的界面修饰
6．3 生物医用材料界面的LB组装体系
6．4 生物医用材料界面的自组装单分子层体系
6．5 生物医用材料界面的层层组装体系
6．6 磷脂分子自组装超薄膜和细胞膜仿生生物材料
6．7 生物医用材料界面的嵌段和接枝聚合物组装体系
6．8 医用支架的层状活性组装设计
参考文献

第7章 树枝状分子的组装体
7．1 树枝状分子简介
7．2 树枝状分子的快速合成方法及外围的功能化
7．3 两亲性树枝状分子的合成及组装
7．4 树枝状分子在固体表面的组装——表面的纳米图案化
7．5 树枝状分子在溶液中的超分子组装
7．6 展望
参考文献

第8章 无机／有机纳米复合体薄膜
8．1 纳米微粒的层状自组装方法
8．2 纳米微粒层状自组装膜的结构
8．3 CdSe和CdTe纳米微粒层状静电自组装膜的制备及应用
……

第9章 单分子力学谱

前言/序言

　　20世纪80年代，法兰西学院诺贝尔化学奖获得者J.M.Lehn教授首次提出了“超分子化学”的概念，为科学工作者开拓了广阔的发展空间与创新空间。在短短的十多年时间里，这个概念已被广大化学家所接受并引起了他们的极大兴趣。在该领域内，化学家们相继开展了大量的研究工作，做出了重大贡献，出版了一系列的专著与专门的杂志。目前，超分子化学的学科体系正在形成，并与生命科学、信息科学、材料科学与纳米科学组成新的学科群，推动着科学与技术的发展。
　　以分子或分子聚集体为结构单元，依赖于分子间作用力组装成超分子体系，从简单结构到复杂结构可分为若干层次。如以结构特征为依据，可分为微粒、线、带与管材、超薄膜与层状结构、三维组装结构（如生命体的组织与器官）等。其中研究得最深入、应用前景最明显的是具有层状结构的多层复合膜，及把多层复合膜与图案化表面结合起来的层状结构，这种结合定会产生新概念与新思路，并为三维组装体打开新的组装途径。虽然层状结构还有许多基础工作要做，但就已有的成果而言，足以开发出一些高新技术与高端产品，如纳米复合涂层、光电功能器件、多功能芯片、微反应器、修饰电极与传感器程控释放的药物、介入疗法器械的涂层与组织工程的支架等。
　　十多年来，吉林大学化学系我们的高分子研究组及1996年成立的超分子结构与材料教育部重点实验室一直以超分子层状结构作为研究主题，并围绕这一主题开展了几个方面的工作，如多层复合膜、纳米一微米图案化界面、修饰的微粒、树枝状分子、单分子力学谱及其他。在本实验室内，导师们与几十位博士研究生一起进行了饶有兴趣的系列研究，并整理出几百篇论文，形成了比较完整的阶段性成果。研究生们在取得博士学位后，在各自的岗位上成长为学术骨干，更可喜的是不少博士仍在坚持超分子体系的研究方向，并做出高水平的成果来。
　　从1990年起，我在浙江大学兼职，与封麟先教授合作，开展了生物相容性的功能界面的研究。1995年在高分子复合材料研究所内组建了生物大分子实验室。1998年以来，与德国H.Mohwald教授合作进行了层层组装技术与中空微胶囊的研究，并取得了较好的成绩。与我们有几年合作关系的北京化工大学段雪教授的研究集体，在无机层状结构中插入有机组分而形成的功能复合材料的研究方面做出了十分出色而又有实用价值的工作。综合以上几方面的工作，我们以超分子层状结构为主题进行整理与总结，写成本专著。在本书的某些章节中，为了方便读者理解，也适当介绍了国内外同行的一些相关工作。就这些工作来看，偏重于超分子体系的组装与功能的关系，因此，我们将此书定名为“超分子层状结构——组装与功能”，以此献给读者，敬请国内外同行赐教。
　　本书分9章来论述：第1章，多层复合膜的组装与功能；第2章，球面组装与中空微胶囊；第3章，插层复合结构的组装体；第4章，纳米尺寸的界面组装与表面图案化；第5章，微米尺寸的界面组装；第6章，生物相容性的功能界面组装；第7章，树枝状分子作结构单元的组装体；第8章，无机微粒作为结构单元的组装体；第9章，超分子体系的特殊谱学——单分子力学谱。由于本书各章稿件是分头撰写的，虽然在内容上尽量作了一些协调，但仍难免有些重复与不一致的地方，请读者见谅。感谢张希教授对全书进行了校正，并对内容、图表等方面提出修改意见。我们还要感谢科学出版社的责任编辑周巧龙同志细致、认真的工作，使此书得以顺利地出版。各个研究组内有许多研究生参与稿件处理、图表绘制等具体技术工作，在此表示我们的谢意！
　　在近20年的超分子研究过程中，得到了唐敖庆院士的指导与关怀，在他的支持下，我们主办过五次超分子体系的国际研讨会，其中包括两次国际香山会议。深入而富有成效的国际合作与交流使我们得益匪浅，在此我们要特别感谢的有：德国美茵兹大学H.Ringsdorf教授、法兰西学院诺贝尔化学奖获得者J.M.Lehn教授、美国哈佛大学G.Whitesides教授。在这近20年的研究中，我们得到了国家重点基础研究项目（973项目）、国家自然科学基金委的重大与重点项目、杰出青年基金及教育部的重大与重点项目的资助，这是对我们研究方向的肯定，并使我们的工作条件得到充分的保证，在此向有关领导、部门表示衷心的感谢！

《分子王国的新维度：探索超分子层状结构的奥秘》 在一个微观而精巧的世界里，分子不再是孤立的点，而是可以根据精妙的规则自我组织，形成超越传统三维空间的独特结构。本书将带您踏上一段激动人心的探索之旅，深入了解超分子层状结构这一前沿领域。我们不仅仅关注单个分子的性质，更着眼于它们如何通过非共价相互作用，如同艺术家般精心编排，构建出具有层次感、维度感，乃至“层状”特征的宏大秩序。 何为超分子层状结构？ 想象一下，乐高积木不再是随意堆砌，而是按照预设的蓝图，层层叠叠，形成精美的立体模型。超分子层状结构便是分子世界中的“乐高”。这些结构中的分子通过氢键、π-π堆积、范德华力、静电相互作用等弱键连接，以高度有序的方式排列，形成二维平面或准二维的层状单元。这些层单元可以进一步堆叠，形成三维的宏观晶体，也可以以其他形态存在，展现出令人惊叹的结构多样性。 本书将系统性地剖析这些结构形成的基本原理。我们将从分子设计出发，探讨如何通过修饰分子的官能团、形状以及电子分布，来精准调控它们之间的相互作用，从而引导其自组装成目标层状结构。您将了解到，分子的“设计图”对于最终结构的“建造”至关重要，每一个细节都可能影响到层状单元的形成方式、层与层之间的连接模式，以及最终材料的整体形貌。 组装的艺术：从分子到结构 超分子层状结构的形成并非偶然，而是遵循着一套精妙的“组装规则”。本书将详细阐述这些组装策略。我们将探讨： 定向组装： 如何利用分子的几何形状和特定的识别位点，引导它们沿着预定的方向排列，形成规则的层状骨架。 模板辅助组装： 借助外来的模板（如表面、纳米粒子或溶剂），引导分子在模板的引导下进行组装，从而获得具有特定维度和形态的层状结构。 溶剂效应： 溶剂在超分子自组装过程中扮演着至关重要的角色，它们可以影响分子的溶解性、相互作用强度以及聚集动力学，从而调控最终的层状结构。 热力学与动力学控制： 理解不同组装路径的热力学稳定性和动力学过程，对于获得理想的层状结构至关重要。我们将探讨如何通过控制反应条件，来优化组装过程，获得高结晶度和高纯度的目标产物。 功能的无限可能：超分子层状结构的应用前景 一旦分子王国被赋予了层状的秩序，它们便展现出了令人振奋的多样化功能。本书将深入挖掘这些结构在材料科学、生物医学、催化、传感等多个领域的巨大应用潜力： 新型功能材料： 吸附与分离： 精确的层状孔道可以像分子筛一样，高效吸附和分离特定的气体分子或离子，在气体存储（如氢气、二氧化碳）、水净化和污染物去除方面展现出巨大的应用前景。 薄膜与涂层： 形成的层状薄膜具有优异的机械性能、光学性能或电子性能，可用于开发新型显示器件、防护涂层或生物相容性材料。 催化剂载体： 层状结构提供的巨大比表面积和规整的孔道，使其成为理想的催化剂载体，能够提高催化活性和选择性，并在能源转化、精细化工等领域发挥作用。 储能材料： 某些层状结构能够有效地嵌入和释放离子，使其在锂离子电池、超级电容器等储能器件中具有重要的应用价值。 生物医学应用： 药物递送： 层状结构作为载体，能够高效负载药物分子，并通过控制其释放速率，实现靶向、缓释的药物递送，提高治疗效果，降低毒副作用。 生物成像与诊断： 具有特定光学或磁学性质的层状结构，可用于开发高灵敏度的生物成像探针，辅助疾病的早期诊断。 组织工程： 生物相容性良好的层状材料，可以作为支架，促进细胞生长和组织再生。 先进传感技术： 化学传感器： 层状结构对特定化学物质的吸附或相互作用，会引起其光学、电学或质谱信号的变化，从而实现高灵敏度的化学物质检测。 生物传感器： 结合生物识别元件，层状结构可以构建高选择性的生物传感器，用于检测生物标志物、病原体等。 本书的独特视角： 本书不仅会介绍成熟的理论和技术，更会关注前沿的研究进展和未来的发展趋势。我们强调跨学科的融合，将化学、物理、材料科学、生物学等多方面的知识融会贯通，为您呈现一个全面而深入的超分子层状结构图景。 无论您是化学、材料科学或相关领域的科研工作者，还是对分子世界的奥秘充满好奇的探索者，本书都将为您提供宝贵的知识和启迪。它将帮助您理解如何设计、组装和应用这些迷人的分子结构，从而为创造更美好的未来贡献力量。 准备好进入一个充满惊喜的分子维度了吗？让我们一起开启这段发现之旅，解锁超分子层状结构的无限可能！

评分☆☆☆☆☆

作为一名材料化学专业的本科生，我正在积极地为我的毕业论文寻找灵感和理论基础。我对“组装”这个概念非常感兴趣，特别是如何通过分子的相互作用来构建有序的结构。《现代化学专著系列》中的《超分子层状结构：组装与功能》这个书名，听起来非常具有吸引力，而且“层状结构”本身就意味着二维的有序性，这让我联想到一些有趣的性质。我希望这本书能够清晰地解释，什么是“超分子组装”，以及它与传统的化学合成有何不同。我尤其对书中关于“层状结构”的形成过程感到好奇，想了解有哪些主要的分子单元可以用来构建这样的结构，以及它们之间是如何通过非共价键（比如氢键、π-π相互作用、疏水作用等）相互连接，形成稳定层状排列的。如果书中能提供一些具体的分子设计实例，展示如何通过改变分子的结构来调控形成的层状结构，例如改变层间距、层内排列方式，那将对我理解分子与宏观结构之间的关系非常有帮助。同时，我也希望书中能解释，这些层状结构到底有哪些“功能”，它们能够做什么？例如，是否可以通过控制层状结构的堆积来影响材料的导电性、光学性质，或者让它们具有吸附、传感等能力？即使是初步的介绍，只要能够让我对这个领域有一个初步的认识，为我撰写毕业论文提供一个大致的方向，那就足够了。我期待能在这本书中找到一些基础性的概念和直观的图示，帮助我更好地理解这个复杂的领域。

评分☆☆☆☆☆

最近我一直在关注与纳米材料和二维材料相关的研究进展，特别是那些能够实现自修复、响应性调控的先进功能材料。当我看到《现代化学专著系列》推出了《超分子层状结构：组装与功能》这本书时，我的眼睛立刻亮了起来。我的研究方向主要集中在如何通过精巧的分子设计，构建出具有高度有序性和动态性的二维材料。超分子层状结构恰好提供了一个绝佳的平台。我非常期待书中能够深入解析各种驱动超分子自组装形成层状结构的非共价相互作用，例如，金属-配体配位、离子相互作用、疏水作用等，并且详细介绍这些相互作用的强度、方向性和选择性如何影响最终形成的层状结构的形态、厚度以及层间距。同时，我也关注如何通过改变外部条件（如温度、pH值、溶剂极性、甚至是光照）来动态地调控这些超分子层状结构的组装和解组。如果书中能提供一些具体的案例，展示如何利用这些可控的组装过程来制备具有特定孔道结构、高比表面积的层状材料，从而在吸附、分离、催化等领域发挥重要作用，那将极大地开阔我的视野。尤其是我对那些能够实现“自修复”或“智能响应”的超分子层状材料非常感兴趣，希望书中能有相关的讨论，解释其背后的分子机制以及潜在的应用前景，这对于我启发新的研究思路具有重要意义。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对材料科学领域充满好奇的研究生，我一直希望能找到一本能系统性梳理超分子组装这一前沿领域理论与应用的著作。《现代化学专著系列 超分子层状结构：组装与功能》这个书名着实吸引了我。我了解到“超分子化学”是近几十年来发展迅速的一个分支，它关注的是分子间的非共价相互作用如何驱动形成具有特定结构和功能的宏观组装体。而“层状结构”更是其中的一个重要形态，它在二维方向上展现出独特的电子、光学以及化学反应活性。我对于如何利用分子设计原理，通过精确控制非共价键（如氢键、π-π堆积、范德华力等）来构建稳定且具有特定层间距和相互作用的超分子层状材料充满兴趣。这本书如果能深入探讨这些基本组装机制，并结合具体的实验案例，那将是极大的帮助。我特别希望书中能详细阐述不同类型的分子单元（例如，刚性芳香环、柔性链段、带有特定官能团的分子等）在层状结构形成中的作用，以及这些结构如何影响材料的整体性能。例如，当层状结构中的分子发生特定取向排列时，是否会对电荷传输、光吸收或催化活性产生显著影响？此外，对于“功能”的探讨，我也寄予厚望，希望书中能涵盖一些超分子层状结构在能源存储（如电池电极材料）、传感器、药物递送、甚至是模拟生物体系中的应用实例，这对于我理解超分子化学的实际价值至关重要。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在有机电子材料领域摸爬滚打多年的科研人员，我对能够实现高效电荷传输和光电转换的分子材料有着天然的敏感。《现代化学专著系列》一直是我学习新知识的重要来源，而《超分子层状结构：组装与功能》这个主题更是直击我目前的研究痛点。我一直认为，分子的有序排列是实现优异电子性能的关键，而超分子自组装为实现这种有序排列提供了一种“自下而上”的策略。我非常期待书中能详细介绍，如何通过巧妙的分子设计，利用π-π堆积、氢键网络等超分子作用力，构建出具有良好层状堆积的有机半导体材料。更重要的是，我希望能深入了解这些层状结构中的分子取向、堆积模式（例如，face-to-face, edge-to-face）以及层间距如何直接影响载流子的迁移率、激子的结合能以及光电转换效率。书中如果能提供一些基于特定超分子层状结构的有机发光二极管（OLED）、有机太阳能电池（OSC）或者有机场效应晶体管（OFET）的设计思路和性能分析，那将对我非常有启发。我尤其关注那些能够通过控制组装过程来优化材料形貌，从而提升器件性能的研究，比如如何获得大面积、连续的薄膜，或者如何引入缺陷来调控电荷注入和传输。总而言之，我期望这本书能够提供一个系统性的框架，帮助我理解从分子设计到宏观结构，再到最终电子器件性能的转化过程，从而为我开发新型高性能有机电子材料提供理论指导和实践参考。

评分☆☆☆☆☆

我在从事催化剂开发的研究工作，特别是对于多相催化剂的载体设计和活性中心调控方面投入了大量精力。《现代化学专著系列》中的《超分子层状结构：组装与功能》这个书名，让我联想到了许多利用有序多孔材料进行催化的可能性。我非常希望这本书能详细阐述，如何通过超分子自组装的策略，构建出具有规整孔道结构和高比表面积的层状材料。我特别关注书中是否会讨论，如何通过调控分子单元的选择以及组装条件，精确控制层状结构中的孔径大小、孔道连通性以及表面化学性质，从而实现对催化反应的选择性调控。例如，对于涉及大分子的催化反应，是否可以通过设计具有合适层间距和孔道尺寸的超分子层状结构，来实现底物的定向吸附和产物的有效脱附，从而提高催化效率和选择性？此外，我也很期待书中能够介绍，如何将催化活性物种（如金属纳米粒子、金属氧化物、有机催化剂等）有效地锚定在超分子层状结构的表面或孔道内，并探讨这种锚定方式如何影响催化剂的稳定性和循环使用性能。如果书中能提供一些具体的实例，展示超分子层状结构作为催化剂载体在能源转化（如CO2还原、水分解）、环境治理（如污染物降解）等领域取得的成功应用，那将对我非常有价值。我希望能从书中获得关于如何设计和制备新型高效、稳定且可设计的超分子层状催化材料的深刻洞见。