纳米材料、纳米技术及设计 导读版PDF电子书下载

第1章 纳米材料和纳米技术概述 1

1.1 为什么称之为纳米材料？ 1

1.2 尺度、结构和属性 11

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第2章 历史演化回顾 17

2.1 材料的发展简史 17

2.2 自然界中的纳米材料 23

2.3 艺术和历史文化遗产中发现的纳米材料 29

艺术中发现的例子 29

保护 32

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第3章 设计关联 41

3.1 设计中的材料 41

设计关注点 47

3.2 产品设计、建筑和工程 49

产品 49

特征产品：广泛的观点 50

生产的体量 52

价值 52

一般产品的复杂性和性能 53

建筑、建筑工程和土木工程 55

设计和发展的关联 55

建筑类型 58

3.3 环境、系统和集合 59

环境 59

系统和集合 61

单一标准的设计到系统和集合 67

3.4 设计和发展过程 70

一般发展过程 70

材料相关的结构设计过程 74

非结构设计过程 76

3.5 设计案例 78

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第4章 材料类型、结构和性能 87

4.1 材料的类型 87

金属材料 87

陶瓷材料 87

高分子材料 88

复合材料 88

电子材料 88

生物材料 88

纳米材料 89

4.2 材料的内部结构 89

原子结构 89

原子键合 92

晶体结构 95

分子结构 98

缺陷 99

4.3 力学性质 103

应力、应变、刚性和强度 103

强度的起源 109

4.4 热学性质 113

本征热学性能 113

热学性能的物理本质 115

4.5 电学性质 117

电阻和电导 118

绝缘性质 119

电性的物理本质 122

4.6 磁学性质 127

真空条件下的磁场 127

材料中的磁场 128

磁性的测量 128

磁性的物理本质 130

4.7 光学性质 132

材料和辐射的交互作用 133

反射和入射 134

吸收 134

透射 134

折射 134

光学性质的物理本质 136

4.8 声学性质 141

声速和波长 141

声的测量 141

声波的阻抗和能量发散 143

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第5章 材料性能统计图和应用 147

5.1 材料性能统计图 147

标准的条状统计图和泡状统计图 147

标准的性能和价格统计图 149

强度和密度统计图 150

热膨胀系数α和热导率λ 151

感觉：触觉的作用 152

听觉：声的作用 154

5.2 应用统计图表述、筛选、评价和标准化 154

表述 155

筛选 157

评价：材料指标 157

标准化 157

5.3 图示的限度和统计图标尺指标 158

筛选：统计图的局限 158

评价：统计图指标 159

计算机辅助筛选 160

5.4 矛盾的解决和处理 162

重要性方法 163

系统性方法：补偿函数和交换常数 164

平衡策略 165

补偿函数 166

交换常数数值α 167

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第6章 纳米材料：分类和原理 177

6.1 纳米材料的分类 177

6.2 尺寸效应 182

表面-体积比与形状 182

奇妙的数字 187

表面曲率 190

应力的限制 194

量子效应 194

阅读资料 197

第7章 纳米材料：性能 199

7.1 力学性能 199

尺寸范围和性能 199

材料性能的尺寸关系 200

纳米材料的力学性能 201

7.2 纳米材料的热学性能 211

熔点 211

热传导 214

7.3 电学性能 218

7.4 磁学性能 222

7.5 光学性能 227

7.6 声学性能 232

7.7 特例 233

纳米碳管 233

纳米复合材料 239

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第8章 纳米材料：合成和表征 257

8.1 纳米尺度材料和结构的合成 257

0维纳米材料的合成方法 257

1D和2D纳米材料的合成方法 260

3D纳米材料的合成方法 263

自上而下的方法 264

中间方法 266

自下而上的方法 267

纳米轮廓表征 267

8.2 纳米材料的表征 271

阅读资料 289

第9章 设计环境和系统 291

9.1 环境和系统 291

9.2 结构和受力环境 293

纳米基结构和力学应用 296

9.3 受热环境 307

基本热传导 308

产品的受热环境 309

空间的受热环境 312

纳米材料在热环境设计中的应用 317

9.4 电和磁的环境 328

电子材料 328

整体趋势 328

冲击和影响 331

9.5 光和光学环境 334

光的本质 336

颜色 339

视觉 340

发光环境 342

纳米材料的应用 344

纳米相关现象 345

可进行光控的薄膜、涂层和薄片 347

抗反射、透射和反差的提高 348

二色性 350

偏振膜和玻璃 351

铬化 352

发光 355

纳米发光磷 355

固体发光：量子点和QLEDs 357

显示、屏幕和电子纸 360

其他纳米技术 363

9.6 声和声的环境 364

声环境的基本表征 365

一般噪音控制方法 367

空间声学 369

纳米材料在声环境中的应用 372

调控性能 372

声隔离纳米空洞材料 374

声的阻尼和隔离 374

声源 376

乐器 377

其他应用 378

9.7 环境和系统的形成：能量 379

9.8 互动、优雅、智能环境和系统 389

可响应的环境 389

互动、优雅、智能环境和系统的表征 392

纳米材料和纳米技术的应用 395

纳米材料的价格 396

纳米材料的类型 397

阅读资料 401

第10章 纳米材料产品的形状和功能 403

10.1 形状和功能的表征 403

10.2 功能表征 406

清洁和抗微生物的作用 407

自清洁和易清洁材料 412

自愈合材料 423

防雾、抗反射和其他特性 427

10.3 智能材料 427

10.4 纳米材料的形状和形式 431

纳米涂层 433

多层膜和纳米薄膜 436

纳米喷涂和纳米密封 438

纳米胶 443

纳米孔洞材料 446

纳米纺织品 450

纳米化妆品 459

阅读资料 465

第11章 健康和环境领域的纳米材料和纳米技术 467

11.1 内容 467

11.2 医学和药物纳米技术的应用 468

11.3 健康关注 472

首要考虑 475

影响和作用 476

特殊的争论 478

11.4 环境的收益和冲击 481

减小环境冲击：源的减少 482

补救和处理 485

环境监测 486

水的清洁与净化 486

空气的清洁与净化 491

降低空气污染的特殊应用 494

土壤的补救 495

一般环境的风险 496

工作场所的源和暴漏 498

阅读资料 499

第12章 更广泛的内容 501

12.1 工业视角 501

12.2 汽车工业 502

12.3 建筑业 510

方向 510

系统 512

12.4 空间、纺织、体育和其他 518

12.5 结束语 523

阅读资料 525

索引 527