正版国迷人的材料:10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事9787550257610(

正版国迷人的材料:10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事9787550257610( pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

英马克·米奥多尼克著,赖盈满 著
图书标签:
  • 材料科学
  • 科普
  • 物理学
  • 化学
  • 科技
  • 趣味科学
  • 神话故事
  • 文化
  • 历史
  • 科普读物
想要找书就要到 静流书站
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!
店铺: 玄岩璞图书专营店
出版社: 北京联合出版公司
ISBN:9787550257610
商品编码:29903724588
包装:平装
出版时间:2015-09-01

具体描述

【拍前必读】:

本店销售的书籍包含(二手旧书、新书)均为正版,品相可能因为存放时间长短关系会有成色不等,请放心选购。

付款后,不缺货的情况下,48小时内发货,如有缺货的情况下,我们会及时在聊天窗口给您留言告知。

发货地为北京,一般情况下发货后同城次日可以到达,省外具体以快递公司运输为准。

二手书籍,8成新左右,不缺页,不影响阅读和使用,发货前会再次检查。

二手书籍,没有光盘、学习卡等附带产品。

二手书籍,或多或少都有笔记和重点勾画,比较挑剔和习惯用新书的买家请谨慎购买。

望每位读者在收货的时候要验货,有什么意外可以拒签,这是对您们权益的保护。

注意:节假日全体放假,请自助下单;如需帮助请及时与我们联系。祝您购物愉快!商家热线:010-57272736

基本信息

书名:迷人的材料:10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事

定价:49.8元

作者:(英)马克·米奥多尼克著,赖盈满

出版社:北京联合出版公司

出版日期:2015-09-01

ISBN:9787550257610

字数:180000

页码:

版次:1

装帧:平装

开本:16开

商品重量:0.4kg

编辑推荐


※获1届“文津图书奖”科普类推荐图书。

比尔·盖茨撰文推荐!

★材料学大师的力作。「未读·探索家」畅销科普系列图书。

★2014年英国皇家学会科学图书奖。2014年度科学类选书。《物理世界》2014年推荐**科普书。《纽约时报》2014年*值得阅读的一百本书之一。

★一部材料科学的颂歌,以高超的故事写作手法,引导你步入材料学的神奇世界,探究身边10种寻常之物背后激动人心的故事。

★**次将材料的科学知识和它们给人的感官感受组合在一起,勾起人无限的好奇心,并从中发现诗意和美。


注:封底凡无企鹅防伪标识者均属未经授权之非法版本。

 

 

更多「未读探索家」畅销科普好书:

target='_blank' href='#'>《那些古怪又让人忧心的问题whatif》 

target='_blank' href='#'>《无言的宇宙:隐藏在24个数学公式背后的故事

target='_blank' href='#'>《与狼同行:狼的隐秘生活

target='_blank' href='#'>《一本不正经的科学:用科学满足你“”的好奇心

target='_blank' href='#'>《如果科学可以这么搞:以科学的名义回答*“搞”的奇葩问题》

 

比尔·盖茨:你再也不会用同样的眼光看待铅笔、茶杯和剃刀了

比尔·盖茨/

来源:比尔·盖茨

 

人们有各种各样的执念——或犯傻或认真。从痴迷桥牌(比如我),到仰望天空寻找未知星球,各种各样的喜好正是人性中*美的事物之一。然而,并不是每个人的爱好都能成为供普通人阅读的好书。

《迷人的材料》中讲到,马克·米奥多尼克(MarkMiodownik的个人喜好和职业追求,既包括诸如纸、玻璃、水泥、钢材这样的日常材料,也包括促使世界发展的超级新兴材料。我很高兴看到他这样诙谐、聪明的作者,写出了这本妙趣横生、深入浅出的书。

我*喜欢的作家、历史学家瓦克拉夫·斯米尔(VaclavSmil也写过一本关于材料的好书。但和米奥多尼克的书比起来相去甚远。斯米尔是个考据派,从不会把一点浪漫主义带进书里。米奥多尼克恰恰相反——比起数字,浪漫轻松的语言才是他的*爱。

name='OLE_LINK7'>米奥多尼克,一个毕业于牛津、供职于世界**实验室的材料科学家,却和材料科学有着纠结的邂逅。20世纪80年代,高中生米奥多尼克在伦敦地铁站赶上了抢劫。据他自己所说,当时他盯着劫匪闪亮的刀刃,竟然忘了自己背上5寸伤口的疼痛。“就这一小片钢,甚至还没有邮票大,竟然毫不费力地划破了5层衣服,然后刺穿了我的表皮层、真皮层。”他在书中如是写道,“从这一刻起我迷上了材料科学。”

普通都不会花太多心思思考钢这种东西,反正也不会被抢劫。但据米奥多尼克说,钢可是魅力无限。铁是钢的铸造原料,但钢和铁比**的优势,是在于压力之下钢更坚韧——它不易产生裂纹,也更难折断。从罗马时代起,铁匠们就开始铸钢了。到了19世纪中叶,科学家们发明了更加廉价的工业铸钢法,钢材就成了人们生活的中心,从生活用具到交通工具、城市建筑,钢的身影无所不在。

下一个世纪,人们在材料科学上可能会有更大的革新。我就住在世界*长的浮桥(EvergreenPointFloatingBridge旁边,这座浮桥也和许多其他现代建筑一样,由钢筋混凝土浇筑而成。它已经为西雅图服务50多年了,如今到了它寿命的尽头。我站在院子里,能看到工人们开工搭起新桥。米奥多尼克告诉我们,未来的桥梁很可能会用“自愈水泥”铸造,一下子能省下数十亿美元的修缮、替换费用。

自愈水泥是材料科学的一项的研究。在火山湖中,硫的含量高到会烧灼人的皮肤。科学家却从中找到了一种具有高度适应性的细菌,它们能在岩石中休眠长达数十年。假如把这种细菌注入钢材,再加上供其生长的淀粉养料,当未来钢材出现裂纹,水流入其中时,细菌就会被激活,找到淀粉,开始成长、分裂,分泌出矿物质,堵住裂缝。

我个人非常喜欢书中关于碳的那一章。关于这种原子过去、现在和未来在人类生活中扮演的角色,米奥多尼克提出了自己丰富的见解。碳的众多存在形式之一——钻石,几千年来都是爱情和战争的象征。煤炭给工业和运输注入能量,也深刻影响着大气的化学组成。由石墨纤维和环氧树脂胶组成的碳纤维材料,如今正在逐渐改变着体育、航天、汽车工业的现状。我*近听说西雅图购进了碳纤维城市公交车。和传统的钢造公交车比起来,这种公交车更轻便、更清洁,动力却更强,也更安全,还能为市政省下一大笔汽油费用。

碳的存在形式还有很多,比如石墨烯——由石墨原子拼接组成的一层;碳纳米管——由石墨烯卷曲而成。石墨烯是人类所知的*薄,却*坚韧的材料——比纸还轻,却比钢坚韧200倍。它还是***好的人造导体。也许有一天,石墨烯会取代硅质芯片,为计算机科学和通讯科技开启新纪元。是的,材料是如此重要!

用“政治术语”讲,有时候,比起候选人真正的资质,选民们其实更看重自己愿不愿意和候选人一起喝上一顿酒。米奥多尼克能征服所有“选民”,而且他的专业资质和水平都非常棒。我非常期待他未来的作品。

内容提要


从茶杯、喷气发动机到家用电器、内裤,我们的生活充满了材料。但你想过没有,为什么玻璃是透明的?是什么让橡皮筋有弹性?为什么曲别针会弯曲?为什么不锈钢不生锈?水泥也能做成衣服?世界上薄却坚硬的东西是什么?为什么某一种材料做成的东西会长那样?材料如何塑造了我们的世界又对我们的生活产生了怎样的影响?

世界材料学大师带你用材料科学家的眼睛,以全新的方式看待你身边的每一样东西:钢、纸、混凝土、巧克力、塑料、玻璃、瓷器……

本书以渊博的知识和极富感染力的文字写就。它不仅揭露了各种物质背后的神奇结构,还告诉我们隐藏在其背后的精采故事。每一章介绍一种材料,辅以照片和手绘图,极富可读性和趣味性。

目录


作者介绍


马克·米奥多尼克:伦敦大学学院材料科学教授,英国皇家工程学会会士,入选《泰晤士报》「英国百大影响力科学家」。他乐于为大众讲解材料科学,且广受欢迎,曾担任多部纪录片的主持人,包括英国国家广播公司第二台(BBC2)制作的《发明的天才》。2010年,他获邀在科普界负盛名的英国皇家科学院圣诞讲座进行演讲。

他也是伦敦大学学院制成研究中心主任,这个中心有一座材料馆,收藏了地球上神奇的一些物质,并和多所博物馆共同推出互动节目,合作伙伴包括泰特现代美术馆(TateModern),黑沃德画廊(HaywardGallery)和威康收藏馆(WelleCollection)等。

文摘


序章走进神奇的材料世界

一刀引发的机缘

我站在地铁车厢里,身上有一道13厘米、后来被医生诊断为穿刺伤的伤口在汩汩渗血,我心想:接下来该怎么办?

那是1985年5月的一天,我在车门关上前跳进车厢,把攻击者挡在门外,却没闪过他的一刀,背上被划了一下。伤口像遭利纸割伤一样剧痛,而我看不到伤势有多重。但身为英国人,又是中学生,我心中的难堪压过了应有的常识。因此我非但没有呼救,反而决定好闷不吭声坐车回家。这么做很怪,但我就是那样做了。

为了让自己分心,别去注意疼痛和鲜血流过背部的不适,我试着回想刚才究竟发生了什么。那家伙在月台上朝我走来,向我要钱。我摇头拒绝。他突然凑得很近,让人很不自在。他盯着我说他有刀,他说这话时喷了几滴口水,洒在我的眼镜上。我顺着那家伙的目光望向他蓝色连帽夹克的口袋,发现他一手插在口袋里,里面凸起了一块。我直觉认为他只是虚张声势,凸起来的是他的食指。接着我心里闪过另一个念头:就算他有刀,也是很小一把,才塞得进口袋里,因此绝不可能伤人太重。我自己也有小刀,知道那种刀很难刺穿我身上那么多件衣服,包括我引以为傲的皮夹克、灰色羊毛西装制服、尼龙V领毛衣、白色棉衬衫,外加打了一半的条纹制服领带和棉背心内衣。我脑中迅速浮现一计:继续跟他说话,然后趁车门关上之前把他推开,赶紧上车。我看见车就快来了,确信他来不及反应。

有趣的是我猜对了一件事:他真的没有刀。他手上的武器只是一把用胶带缠住的剃刀刀片。那一块小铁片不比邮票大,却一口气割穿了五件衣服,刺破我的表皮和真皮,一点阻碍也没有。我后来在警局看到了那玩意儿,整个人愣傻了,如同遭催眠一样。我以前当然见过剃刀,但那一刻却发现自己根本不了解它。我那时刚开始刮胡子,只看过嵌在比克牌橘色塑料刮胡刀里的刀片,那玩意感觉友善得很。警察问我凶器的事,我们之间的桌子微微晃动,剃刀也跟着摇晃,映着日光灯熠熠生辉。我清楚地看见它的钢刃依然无缺,下午那一番折腾没有在上面留下任何刮痕。

我记得后来要填笔录,爸妈焦急地坐在我身旁,不晓得我为何停笔不前。难道我忘了自己的姓名和地址?其实我是在盯着页的订书针瞧,很确定它也是钢制的。这一小根其貌不扬的银色金属不仅刺穿了纸面,而且干净利落,精准无比。我仔细观察订书针的背面,发现它两端整整齐齐对折收好,把纸紧紧抱住。连珠宝匠也没有这等功夫。我后来查到世界上把订书机是工匠亲手为法国国王路易十五打造的,每一根针上都刻着国王的姓名缩写。谁想得到订书机竟然有皇室血统?我觉得这订书针真是“巧夺天工”,于是指给父母亲看。他们两人对看一眼,面带愁容,心想这孩子是神经错乱了。

我想是吧,因为怪事显然发生了。那一天,我正式成了“材料迷”,而头一个对象就是钢。我突然对钢超级敏感,发现它无所不在,其实只要开始留意,就会察觉确实如此。

我在警察局做笔录时,发现圆珠笔尖是钢做的;我父亲焦急地等待时,钥匙圈当啷作响,那也是钢制成的;后来它还护送我回家,因为包住我家车子外壳的还是钢,而且厚度比一张明信片还薄。说也奇怪,那辆小Mini平常很吵,但我觉得它那天特别乖巧,仿佛在代表钢为下午的事向我道歉。回家后,我和父亲并肩坐在餐桌前,安静地喝着母亲煮的汤。我突然停下来,发现自己正拿着一块钢片放进嘴里。我把不锈钢汤匙吸吮干净,拿出来看着它发亮的表面。那勺面又光又亮,连我变形的倒影都看得见。“这是什么材质?”我挥动手里的汤匙问父亲,“还有,它为什么没味道?”说完,我把汤匙放回嘴里仔细吸吮,确定它是不是真的没味道。

我脑中涌出了几百万个问题。钢为我们做了那么多事,我们为什么几乎不曾提到它?这材料和我们那么亲密,我们把它含在嘴里、用它去除不要的毛发、坐在它里面到处跑,它是我们忠实的朋友,我们却几乎不晓得它如此的诀窍。为什么剃刀用来切割,回形针却能随意弯折?为什么金属会发亮,玻璃却是透明的?为什么几乎所有人都讨厌混凝土而喜欢钻石?为什么巧克力那么好吃?某某材料为什么外观是那样子、有那样的性质?

 

材料构筑了我们的世界

自从那天被人刺伤之后,我几乎所有时间都沉迷在材料里。我在牛津大学攻读材料科学拿到博士,研究主题是喷气发动机用合金,接着又到全球各地先进的实验室担任材料科学家和工程师。我对材料愈来愈着迷,手边收藏的特殊材料也愈来愈多。那些样本如今都纳入我跟同事兼好友赖芙琳(ZoeLaughlin)和康林(MartinConreen)共同打造的材料馆里。其中有些怪得离谱,例如美国航空航天局的气凝胶,成分有99.8%是气体,感觉就像固态烟雾;有些具有放射性,例如我在澳洲一家古董店很里面的角落发现的铀玻璃;有些很小却重得夸张,例如要费尽千辛万苦才能从钨锰铁矿提炼铸成的钨条;有些虽然常见却隐含不为人知的秘密,例如自愈型混凝土。这座材料馆目前位于英国伦敦大学学院的制成研究中心,里头收藏了上千种材料,呈现出建构我们这个世界——从住家、衣服、机器到车辆的各种原料。你可以用它们重建文明,也可以用它们毁灭世界。

然而,我们还有一个更巨大的材料馆,里头收藏了数百万种材料,这是已知大的材料馆,而且收藏数量一直呈指数增长:那就是人造物的世界。请看本页的照片。这是我在我家屋顶喝茶的照片。这张照片非常普通,但如果仔细观察,就会发现它像一份型录,列出了建构我们整个文明世界的各种材料。这些材料很重要。拿掉混凝土、玻璃、织物、金属和其余材料,我就只能光溜溜地飘在空中发抖。我们或许自认为文明,但文明绝大多数得归功于丰饶的物质。少了物质材料,我们可能很快就得和其他动物一样为了生存而搏斗。因此从这个角度看,是衣服、住宅、城市和各式各样的“东西”让我们成为人(只要去过灾区就知道我在说什么),而我们用习俗和语言让它们具有生命。因此,材料世界不仅是人类科技与文化的展现,更是人类的一部分。我们发明材料、制造材料,而材料让我们成为我们。

 

 

文明时代就是材料时代

从我们对文明发展阶段的划分(石器时代、青铜时代和铁器时代)就可以看出材料对我们而言有多么根本和重要。人类社会每一个新时代都是因为一种新材料出现而促成的。钢是维多利亚时代的关键原料,让工程师得以充分实现梦想,做出、铁路、蒸汽机和邮轮。修建英国大西部铁路与桥梁的工程师布鲁内尔(IsambardKingdomBrunel)用材料改造了地景,播下了现代主义的种子。

20世纪常被歌颂为硅时代,是因为材料科学的突破带来了硅芯片和信息革命。但这个说法忽略了其他五花八门的崭新材质,它们同样改写了现代人的生活。建筑师运用大规模生产的结构钢和平板玻璃建起摩天大楼,创造出新的都市生活形态。产品和服装设计师用塑料改变了我们的住宅与穿着。聚合物制造而成的赛璐珞催生了影像文化一千年来的大变革,也就是电影的诞生。铝合金和镍超合金让我们制造出喷气发动机,使得飞行从此变得便宜,进而加速了文化互动。医用和牙科陶瓷让我们有能力重塑自己,并改写了残障与老化的定义。整形手术的英文是plasticsurgery,而plastic既有“整形”也有“塑料”的意思,这显示材料往往是新疗法诞生的关键,从器官修补(如髋关节置换手术)到美化外表(如硅胶隆胸)都是如此。德国解剖学家冯哈根斯(GunthervonHagens)博士展出人体标本的“人体世界展”,也展现了新颖的生物医用材料对文化的影响,促使我们思考自己生时和死后的物质性。

人类建构了物质世界。如果你想了解其中奥秘,挖掘这些物质来自何处、如何作用,又如何定义了我们,这本书便是献给你的。材料虽然遍布我们周遭,却往往面貌模糊得出奇,隐匿在我们生活的背景中,毫不显眼,乍看很难发现它们各有特色。绝大多数金属都会散发灰色光泽,有多少人能分辨铝和钢的差别?不同的树木差异明显,但有多少人能说出为什么?塑料更是令人困惑,谁晓得聚乙烯和聚有什么差别?但更根本的问题或许是:这种事有谁在乎?

我在乎,而且我想告诉你为什么。不仅如此,既然主题是材料,是构成万物的东西,那我爱从哪里开始都可以。因此,我选了我在屋顶的照片当成这本书的起点和灵感来源。

我从照片中挑了10种材料,用它们来说“东西”的故事。我会挖掘这10种材料当初发明的动机,揭开其背后的材料科学之谜,赞叹人如何用高明的技术把它们制造出来。更重要的是,我会说明它为何重要,为何少一物便不能成世界。

在发掘的过程中,我们将发现材料和人一样,差异往往深藏在表面之下,大多数人唯有靠先进的科学仪器才能略窥一二。因此,为了了解材料的性质,我们必须跳脱人类的经验尺度,钻进物质里面。唯有进入这个微观世界,我们才能明了为何有些材料会有气味,有些则无;有些东西上千年不变,有些一晒太阳就发黄变皱;有些玻璃可以防弹,但玻璃酒杯却一摔就碎。这趟微观之旅将揭开我们饮食、衣着、用具和珠宝背后的科学,当然还探索了人体。

不过,微观世界的空间尺度虽小,时间尺度却常常大得惊人。就拿纤维和丝线来说,它的尺寸和头发差不多,是细得肉眼几乎看不见的人造物,我们可以用它来制造绳索、毛毯、地毯和重要的东西:衣服。我们身上穿的牛仔裤和所有衣服都是微型编织结构,而许多结构的式样比英国的巨石阵还古老。人类历史都记载衣服能保暖、庇护身体,还能穿出时尚,但衣服也是高科技产品,20世纪发明了强韧的纤维,让我们可以制作太空衣保护登陆月球的航天员,还有坚固的纤维可以制造义肢。至于我,我很开心有人发明了一种名叫“凯芙拉”的高强度合成纤维,可以制作防刀刺的内衣。人类的材料技术发展了几千年,所以我会在书中不断提到材料科学史。

本书每一章不但会介绍一种材料,还会提供一个认识材料的不同角度。有些主要从历史出发,有些来自个人经验;有些强调材料的文化含义,有些则强调科技的惊人创造力。每一章都是这些角度的独特混合,理由很简单,因为材料太多种类也太多样,我们跟材料的关系也是如此,不可能一概而论。材料科学是从技术层面了解物质的强大、统合的理论架构,但重点还是关于材料,而不是探讨科学。毕竟所有东西都是由别的东西制成的,而制造东西的人(艺术家、设计师、厨师、工程师、家具师傅、珠宝匠和外科医生等),对所使用的材料都有属于自己的情感、感觉和运用方式。我想捕捉的就是如此丰富多样的材料知识。

例如,我在讨论纸的那一章用了许多角度,像快照一样呈现,理由不只是纸有各种形态,还因为几乎所有人都在以许多方式使用纸。但在讨论生物医用材料的那一章,我却钻入了“人类的物质自我”(也就是人体)的深处。这块领域正迅速成为材料科学的处女地,不断有新材料出现,开启了名为仿生学的全新世界,让人体得以借助植入物而重建。这些植入物都经过设计,可以“聪明地”融入肌肉和血液的运作中。它们誓言改变人和自我的关系,因此对未来社会有深远的影响。

 

看不见的微观世界影响大

由于万物都由原子组成,因此我们无法不谈原子的运作原理,也就是人称量子力学的理论。这表示我们一旦进入微观原子世界,就必须完全舍弃常识,开始谈论波函数和电子态。愈来愈多材料从这个微观尺度创造出来,而且这些材料看起来几乎无所不能。运用量子力学设计而成的硅芯片已经催生了信息时代,而以同样方式设计的太阳能电池很有潜力,只靠阳光就能解决能源问题。不过革命尚未成功,我们还在使用石油和煤炭。为什么?在发电领域有一个明日之星——石墨烯,我会试着用它来解释当下发电方式的局限。

简而言之,材料科学的基本概念就是:看不见的微观世界若有变化,那么在人的尺度之中,物质行为也会跟着改变。我们的祖先能做出铜和钢之类的新材料,就是因为碰巧蒙到了这个过程。差别只在于老祖先没有显微镜,看不见自己在做什么,但这只让他们的成就显得更加惊人。比方说,敲打金属不只会改变它外在的形状,还会改变它内在的结构,因此若用某种方式敲击,金属的内在结构就会有所改变,使它变得更硬。我们的祖先从经验中学到了此事,只不过并不知其所以然。人类的材料知识从石器时始就不断累积,但直到20世纪才掌握了材料的真正结构。然而,蕴含在铸铁和其他工艺里的经验知识依然重要,而本书提到的材料也几乎都是经由我们手脑并用才发现和认识的,因此认识材料不仅靠脑袋,也靠双手。

人在感觉和生活上都和材料建立了关系,这带来了许多奇妙的结果。有些物质虽然有瑕疵,我们却爱不释手;有些材料很实用,我们却深恶痛绝。就拿陶瓷来说吧。陶瓷是餐具的原料,我们的杯碗瓢盘都是陶瓷做的,无论住家或餐厅,少了陶瓷就不完整。

人类从几千年前发明农耕以来就在使用陶瓷,然而陶瓷用久了容易有缺口、发生龟裂,甚至在不该破的时候摔得粉碎。我们为何不改用更坚固的材料,例如塑料或金属来制作碗盘和杯子?陶瓷在物理上有这些缺点,我们为何还对它不离不弃?许多领域的学者都在问这个问题,例如考古学家、人类学家、设计师和艺术家,但有一门学科专门有系统地研究人对材料的感官反应,并且发现了许多有趣的现象,那就是心理物理学。

例如针对“酥脆感”所做的研究显示,我们觉得某些食物好吃与否不只是跟味道有关,还跟品尝时的声音有关,两者同样重要。这让不少厨师受到启发,开发出具有音效的餐点,而某些薯片商更进一步,不仅让产品更酥脆,还让包装更会发出声音。我在介绍巧克力那一章会讨论材料的心理物理学意义,同时说明材料的感官性几百年来一直是人类发明创造的主要动力。

这本书当然无法涵盖所有材料,也无法尽述材料和人类文化的关系,而是概略介绍材料如何影响我们的生活,并且阐述即使单纯如在屋顶上喝茶的活动,也必须倚赖复杂的物质网络才能进行。各位不必到博物馆就能领略历史和科技如何推动人类社会,它们的影响此时此刻就在你身旁四周,只是我们多数时候视而不见。我们必须视而不见,因为要是我们整天一边用手指滑过水泥墙面,一边发出赞叹,肯定会被当成疯子。但在某些机缘下你会陷入沉思:我在地铁站被人刺了一刀的那一刻,就属于那样的机缘,而我希望这本书也提供这样的机缘,能让你走进神奇的材料世界。

序言



科学的奇思妙想:揭秘那些塑造我们世界的无名英雄 这是一本带领你深入探索物质世界奥秘的指南,它聚焦于那些默默无闻却又对人类文明产生深远影响的化学元素、化合物与材料。本书将带领读者穿越时空,从古代的冶炼技术到现代的尖端纳米科技,追溯这些“神奇物质”的发现历程、特性以及它们如何悄然重塑了我们的生活、工业乃至社会结构。 第一部分:远古的馈赠与文明的基石 人类文明的每一步发展都离不开对物质的理解与驾驭。本部分将深入探讨那些伴随人类历史早期就已登场的关键物质,它们是早期技术革命的驱动力。 1. 黏土的魔力:从泥巴到陶瓷艺术与工程结构 黏土,这种看似普通的地球物质,却是人类最早掌握的材料之一。本书将详细剖析硅酸盐矿物在不同温度下的结构变化,解释为什么陶器比简单的泥块更加坚固耐用。我们将考察古代制陶技术如何演变为现代的耐火材料、绝缘体以及先进的陶瓷工程,如用于航天飞机的隔热瓦和高精度医疗植入物。讨论将侧重于黏土中铝氧化物与二氧化硅的比例如何决定了材料的最终物理性能。 2. 金属的觉醒:铜、锡与青铜时代的变革 青铜,这个由铜和锡按特定比例混合而成的合金,标志着一个时代的到来。我们将深入探讨合金化的原理——为什么将两种或多种金属混合能产生比单一金属更优越的机械性能(如硬度和韧性)。本书将追溯早期矿石的提纯过程,分析化学还原剂(如木炭)在冶炼中的关键作用,以及青铜工具和武器如何彻底改变了农业生产效率和社会权力结构。 3. 玻璃的透明之谜:从装饰品到光学革命 玻璃的制造是一个精细的化学过程,需要精确控制二氧化硅、苏打灰和石灰的配比,并达到极高的熔融温度。本章将揭示早期玻璃制造中的偶然与必然,以及玻璃的无定形结构如何赋予其独特的透明性和可塑性。我们随后将探讨光学玻璃的发展,分析它如何催生了望远镜和显微镜,从而彻底扩展了人类对宇宙和微观世界的认知边界。 第二部分:工业革命的引擎:能量、腐蚀与合成 工业革命的爆发,是建立在一系列对新材料的深入理解和大规模生产能力之上。本部分着重于那些驱动大规模工业化的关键物质。 4. 钢铁的意志:从低效到高效的冶金飞跃 钢铁,尤其是熟铁和后来的碳钢,是现代工业的骨架。本书将详细阐述碳元素在铁基体中的重要性,以及不同热处理(退火、淬火、回火)如何调控钢材的晶体结构,从而实现硬度、韧性和延展性的平衡。我们将对比贝塞麦转炉炼钢法和现代转炉炼钢法的效率提升,解释它们如何使廉价、高质量的结构钢成为可能,支撑了铁路、桥梁和摩天大楼的建设。 5. 硫与火的结合:炸药的开发与工程应用 硝酸盐、硫磺和木炭的混合物,以及后来的硝化甘油和TNT,这些含能材料的发现极大地改变了采矿、筑路和军事工程。本章将聚焦于这些化合物的分子结构特性,解释其快速放热分解的化学原理。我们会探讨阿尔弗雷德·诺贝尔如何通过稳定化硝化甘油来创造安全可控的炸药,以及这些发明在基础设施建设(如开凿苏伊士运河)中的关键作用。 6. 合成纤维的诞生:从蚕丝到尼龙与聚合物的时代 在自然材料供应有限的情况下,人类开始尝试模仿自然界的高分子结构。本书将详细介绍早期聚合物的探索历程,重点分析聚酰胺(尼龙)的发现,解释其链状分子结构如何通过氢键实现惊人的强度和弹性。我们将讨论合成纤维如何颠覆纺织业,并延伸至塑料——这种无处不在的新型材料——的早期发展和环境影响的初步讨论。 第三部分:现代科技的宠儿:微观世界与功能材料 进入20世纪下半叶,材料科学开始专注于特定的宏观功能,从电子元件到生物医学,物质的“智慧”被进一步挖掘。 7. 硅的革命:半导体与信息时代的基石 电子工业的支柱——硅。本章将从晶体学角度解析硅的晶格结构,并深入解释掺杂过程(P型和N型半导体的形成)如何创造出具有单向导电性的基础元件。我们将详细介绍提纯高纯度硅的方法(如区熔法),以及光刻技术如何使得集成电路的微型化成为现实,从而推动了整个信息技术产业的爆发式增长。 8. 稀土元素的魔力:磁性、发光与催化 稀土元素虽然储量有限,但它们独特的电子层结构赋予了材料惊人的功能。本书将聚焦于钕磁铁(Neodymium magnets)如何凭借其超强的磁性能彻底革新了永磁电机和硬盘驱动器的设计。同时,我们将探讨不同稀土离子(如铒、铕)在磷光体和激光介质中的应用,解释它们如何实现特定波长的光发射,这在显示技术和光纤通信中至关重要。 9. 催化剂的艺术:加速化学反应的无名功臣 在石油化工、汽车尾气净化以及大规模化肥生产(如哈伯-博世法)中,催化剂是提高效率和降低能耗的核心。本部分将阐述多相催化剂的表面积效应、活性位点概念,并对比铂族金属(如铂、钯)和新型多孔材料(如沸石)在选择性反应中的机制差异。理解催化剂的精妙设计,是理解现代化学工业高效运行的关键。 10. 碳的无限可能:从石墨到新结构材料 碳元素以其惊人的成键能力,形成了从最软的石墨到已知最硬的金刚石等截然不同的结构。本书的最后一部分将聚焦于20世纪末至今备受关注的碳基新材料,特别是碳纳米管和石墨烯。我们将解释其二维结构或管状结构如何赋予其超高的导电性、机械强度和热导性。讨论将侧重于如何将这些理论上的优异性能转化为实际可用的复合材料或电子器件。 通过对这十类关键物质及其背后科学原理的系统梳理,读者将能够构建起一个宏大且精密的物质世界图景,理解我们赖以生存的现代文明是如何建立在对这些“神奇物质”的深刻理解与巧妙应用之上的。

用户评价

评分

拿到这本书,我最先被吸引的是“10种改变世界的神奇物质”这个说法,这直接点明了本书的核心内容,而且“神奇”一词为整个阅读体验增添了神秘感和期待值。我脑海中立刻浮现出各种可能性:是那些驱动工业革命的煤炭和钢铁?是支撑现代通信的光纤?还是开启太空时代的铝合金?我对这些“神奇物质”的来龙去脉充满了好奇。书中会不会深入到它们的发现过程,有哪些传奇人物、重要的实验室,甚至是偶然的灵光一闪?我更期待的是,这些物质究竟是如何“改变世界”的?它们在人类历史的长河中扮演了怎样的角色?是推动了战争的进程,还是促进了文明的发展?是改善了人们的生活,还是带来了新的挑战?我希望这本书能够给我一个清晰的答案,让我能够站在一个更宏观的角度去审视这些物质的影响力。此外,“它们背后的科学故事”这个副标题让我对本书的叙事方式充满了信心,我期待的不是枯燥的专业术语堆砌,而是能够通过生动的故事,让我理解那些复杂的科学原理,并且感受到科学家们的智慧与执着。

评分

这本书的书名“正版国迷人的材料”虽然有些特别,但我猜测这可能代表着一种独特的视角或者翻译风格。重点在于“迷人的材料”,这五个字精准地抓住了我的兴趣点。我一直对物质的本质和它们的多样性感到着迷,尤其是那些拥有特殊属性,能够被巧妙利用以解决问题的材料。这本书听起来就像是一次穿越材料科学史的奇妙旅程,让我有机会认识那些默默无闻却又至关重要的发明。我特别想知道,书中会不会提到一些看似普通,但实际上却蕴含着深刻科学原理的材料?比如,我们每天都在使用的水泥,它的成分是什么?又是如何具备如此强大的承载能力?又或者,像陶瓷,它看似脆弱,却能在极端环境下发挥重要作用。我期望这本书能够以一种引人入胜的方式,讲解这些材料的科学知识,让我即使没有深厚的科学背景,也能理解其中的奥秘。更重要的是,我希望这本书能够展现出材料科学的魅力,不仅仅是理论知识,更是它如何连接抽象的科学概念与我们触手可及的现实世界。

评分

我购买这本书的初衷,很大程度上是因为它承诺要讲述“改变世界的神奇物质”。这个说法本身就充满了力量,很容易激发人们的好奇心。我想象中的内容,应该不仅仅是列举几种常见的金属或化合物,而是要深入挖掘那些真正具有颠覆性意义的材料,它们是如何被发现、被发明,以及如何深刻地改变了人类文明的进程。比如,玻璃的出现,从最初的装饰品到如今无处不在的应用,其发展历程一定充满了故事。还有半导体材料,正是因为它们,我们才有了今天的电子时代,手机、电脑、互联网,这一切都离不开这些微小的奇迹。我非常好奇书中会选取哪十种材料,它们之间又会有怎样的关联或者对比?是否会涉及到一些当下正处于研究前沿的新兴材料,比如石墨烯或者某种新型合金?我期待能够了解到这些材料的科学原理,比如它们的原子结构、化学性质,但更重要的是,我希望能从中读出它们背后蕴含的创新精神和探索精神。科学家们是如何思考的?他们经历了怎样的实验和失败?他们的发现又给社会带来了哪些意想不到的后果?我希望这本书能够解答我对于这些“改变世界”的力量的种种疑问,让我对我们所处的世界有更深刻的理解。

评分

这本书的书名《迷人的材料:10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事》给我一种探索未知的兴奋感。我一直认为,我们所生活的世界是由无数种材料构成的,而每一种材料的背后都隐藏着一段 fascinating 的故事。我希望这本书能够带领我认识那些不为人知的,但却对人类社会发展起到了至关重要作用的材料。我猜想,书中可能会涉及一些具有历史意义的材料,比如火药的发明是如何改变战争格局,蒸汽机的广泛应用又是如何开启工业革命的。同时,我也期待能够了解到一些现代科技的关键材料,比如用于制造芯片的硅,或者用于制造高性能电池的锂。更重要的是,“它们背后的科学故事”这个表述让我对本书的内容充满了期待,我希望能够读到那些科学家们在研究过程中遇到的困难和挑战,他们是如何通过不断的实验和思考,最终揭示材料的奥秘,并将这些知识转化为改变世界的实际应用。我期待这本书能够以一种引人入胜的方式,让我了解材料科学的魅力,以及它如何塑造我们今天的生活。

评分

这本书的封面设计就非常有吸引力,那种淡淡的金属光泽搭配上简洁的字体,一看就充满了神秘感,让人忍不住想一探究竟。拿到手里,纸张的质感也相当不错,拿在手上感觉很厚实,翻阅的时候有一种沉甸甸的满足感。我之前对科学类的书籍一直抱有好奇,但又担心过于枯燥,不过这本书的标题“迷人的材料”和“神奇物质”立刻打消了我的疑虑。我尤其期待书中能够介绍一些我们日常生活中常常接触到,但却从未深究其背后原理的材料。比如,我们每天使用的塑料,它到底是如何被创造出来的?它的发展历程是怎样的?又有哪些材料因为它的出现而发生了翻天覆地的变化?我猜想,这本书可能会从历史、技术、社会影响等多个角度来解读这些材料,而不仅仅是枯燥的化学式和物理定律。而且,“它们背后的科学故事”这个副标题更是让人眼前一亮,故事性往往是吸引读者最好的方式,我期待能读到那些充满智慧和探索精神的科学家们,是如何一步步揭开物质神秘面纱的,其中是否会有一些令人惊叹的偶然发现,或者充满挑战的实验过程。总而言之,这本书给我的第一印象就是既有深度又不失趣味,是对科学探索的一次美妙邀约。

相关图书

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 book.coffeedeals.club All Rights Reserved. 静流书站 版权所有