纳米材料化学基础

作者：梁倬健 康卓 张跃 著

页数：175

出版社：机械工业出版社

出版日期：2024

ISBN：9787111774129

电子书格式：pdf/epub/txt

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内容简介

纳米材料由于其独特的尺寸效应和量子效应，表现出与宏观材料截然不同的物理、化学和生物特性，具有广阔的应用前景。本书旨在从化学的视角，系统介绍纳米材料的基本概念、制备原理和方法，内容涵盖了纳米材料的定义、结构、制备、表征、性质和应用等方面，既注重理论讲解，又注重实践应用。全书分为9章，包括绪论、纳米材料的热力学与动力学、纳米材料的晶体学、纳米材料的制备、纳米材料的表征、无机纳米材料化学、有机纳米材料化学、纳米材料超分子化学及纳米材料的应用。
本书可作为高等院校材料科学与工程、化学、物理等相关专业本科生和研究生的教材，也可供从事纳米科学与技术研究和开发的科技工作者参考。

本书特色

纳米材料由于其独特的尺寸效应和量子效应，表现出与宏观材料截然不同的物理、化学和生物特性，具有广阔的应用前景。本书旨在从化学的视角，系统介绍纳米材料的基本概念、制备原理和方法，内容涵盖了纳米材料的定义、结构、制备、表征、性质和应用等方面，既注重理论讲解，又注重实践应用。全书分为9章，包括绪论、纳米材料的热力学与动力学、纳米材料的晶体学、纳米材料的制备、纳米材料的表征、无机纳米材料化学、有机纳米材料化学、纳米材料超分子化学及纳米材料的应用。

目录

前言

人才是衡量一个国家综合国力的重要指标。习近平总书记在党的二十大报告中强调：“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。”在“两个一百年”交汇的关键历史时期，坚持“四个面向”，深入实施新时代人才强国战略，优化高等学校学科设置，创新人才培养模式，提高人才自主培养水平和质量，加快建设世界重要人才中心和创新高地，为2035年基本实现社会主义现代化提供人才支撑，为2050年全面建成社会主义现代化强国打好人才基础是新时期党和国家赋予高等教育的重要使命。
当前，世界百年未有之大变局加速演进，新一轮科技革命和产业变革深入推进，要在激烈的国际竞争中抢占主动权和制高点，实现科技自立自强，关键在于聚焦国际科技前沿、服务国家战略需求，培养“向极宏观拓展、向极微观深入、向极端条件迈进、向极综合交叉发力”的交叉型、复合型、创新型人才。纳米科学与工程学科具有典型的学科交叉属性，与材料科学、物理学、化学、生物学、信息科学、集成电路、能源环境等多个学科深入交叉融合，不断探索各个领域的四“极”认知边界，产生对人类发展具有重大影响的科技创新成果。人才是衡量一个国家综合国力的重要指标。习近平总书记在党的二十大报告中强调：“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。”在“两个一百年”交汇的关键历史时期，坚持“四个面向”，深入实施新时代人才强国战略，优化高等学校学科设置，创新人才培养模式，提高人才自主培养水平和质量，加快建设世界重要人才中心和创新高地，为2035年基本实现社会主义现代化提供人才支撑，为2050年全面建成社会主义现代化强国打好人才基础是新时期党和国家赋予高等教育的重要使命。<br>当前，世界百年未有之大变局加速演进，新一轮科技革命和产业变革深入推进，要在激烈的国际竞争中抢占主动权和制高点，实现科技自立自强，关键在于聚焦国际科技前沿、服务国家战略需求，培养“向极宏观拓展、向极微观深入、向极端条件迈进、向极综合交叉发力”的交叉型、复合型、创新型人才。纳米科学与工程学科具有典型的学科交叉属性，与材料科学、物理学、化学、生物学、信息科学、集成电路、能源环境等多个学科深入交叉融合，不断探索各个领域的四“极”认知边界，产生对人类发展具有重大影响的科技创新成果。<br>经过数十年的建设和发展，我国在纳米科学与工程领域的科学研究和人才培养方面积累了丰富的经验，产出了一批国际领先的科技成果，形成了一支国际知名的高质量人才队伍。为了全面推进我国纳米科学与工程学科的发展，2010年，将“纳米材料与技术”本科专业纳入战略性新兴产业专业；2022年，国务院学位委员会把“纳米科学与工程”作为一级学科列入交叉学科门类；2023年，在战略性新兴领域“十四五”高等教育教材体系建设任务指引下，北京科技大学牵头组织，清华大学、北京大学、浙江大学、北京航空航天大学、国家纳米科学中心等二十余家单位共同参与，编写了我国首套纳米材料与技术系列教材。该系列教材锚定国家重大需求，聚焦世界科技前沿，坚持以战略导向培养学生的体系化思维、以前沿导向鼓励学生探索“无人区”、以市场导向引导学生解决工程应用难题，建立基础研究、应用基础研究、前沿技术融通发展的新体系，为纳米科学与工程领域的人才培养、教育赋能和科技进步提供坚实有力的支撑与保障。<br>纳米材料与技术系列教材主要包括基础理论课程模块与功能应用课程模块。基础理论课程与功能应用课程循序渐进、紧密关联、环环相扣，培育扎实的专业基础与严谨的科学思维，培养构建多学科交叉的知识体系和解决实际问题的能力。<br>在基础理论课程模块中，《材料科学基础》深入剖析材料的构成与特性，助力学生掌握材料科学的基本原理；《材料物理性能》聚焦纳米材料物理性能的变化，培养学生对新兴材料物理性质的理解与分析能力；《材料表征基础》与《先进表征方法与技术》详细介绍传统与前沿的材料表征技术，帮助学生掌握材料微观结构与性质的分析方法；《纳米材料制备方法》引入前沿制备技术，让学生了解材料制备的新手段；《纳米材料物理基础》和《纳米材料化学基础》从物理、化学的角度深入探讨纳米材料的前沿问题，启发学生进行深度思考；《材料服役损伤微观机理》结合新兴技术，探究材料在服役过程中的损伤机制。功能应用课程模块涵盖了信息领域的《磁性材料与功能器件》《光电信息功能材料与半导体器件》《纳米功能薄膜》，能源领域的《电化学储能电源及应用》《氢能与燃料电池》《纳米催化材料与电化学应用》《纳米半导体材料与太阳能电池》，生物领域的《生物医用纳米材料》。将前沿科技成果纳入教材内容，学生能够及时接触到学科领域的最前沿知识，激发创新思维与探索欲望，搭建起通往纳米材料与技术领域的知识体系，真正实现学以致用。<br>希望本系列教材能够助力每一位读者在知识的道路上迈出坚实步伐，为我国纳米科学与工程领域引领国际科技前沿发展、建设创新国家、实现科技强国使命贡献力量。<br>北京科技大学中国工程院院士纳米材料化学是材料学、化学、纳米科学与技术交叉的一门学科。本书的编写旨在为本科生、研究生及相关专业人员提供一个系统、全面地涵盖纳米材料化学基础知识的教材。全书分为9章，从化学的视角，系统介绍纳米材料的基本概念、制备原理和方法，内容涵盖了纳米材料的定义、结构、制备、表征、性质和应用等方面，既注重讲解纳米材料化学的理论基础，又注重介绍几类重要的纳米材料的性质，最后还延伸至纳米材料在不同领域中的具体应用。<br>本书适用于化学、材料科学、物理学及相关专业的本科生、研究生以及从事纳米材料研究的专业人员，同时也适合对纳米材料感兴趣的科技爱好者阅读参考。读者在阅读本书时，可以根据自己的需求选择章节进行学习。建议先通读基础章节，了解基本概念后，再深入学习各类纳米材料的性质和具体应用。此外，本书中的思考题有助于读者巩固知识，建议读者在阅读过程中积极思考、完成。<br>本书由北京科技大学纳米材料研究专家团队共同编写。张跃教授对全书的知识体系和撰写思路进行了系统规划，第1、3、4章由北京科技大学的梁倬健编写，第2、7、8章由北京化工大学的邹庆立编写，第5章由北京科技大学的赖念筑编写，第6章、第9章由北京科技大学梁倬健、北京科技大学康卓编写。<br>感谢各位读者对本书的支持和关注，因受撰写时间及编者水平所限，书中难免有不足之处，我们诚恳地希望读者予以批评指正。<br>编者编委会