中國學科發展戰略·軟凝聚態物理學(上)

中國學科發展戰略·軟凝聚態物理學(上)

《中國學科發展戰略·軟凝聚態物理學(上)》是2020年01月01日科學出版社出版的圖書,作者是國家自然科學基金委員會、中國科學院。

基本介紹

  • 書名:中國學科發展戰略·軟凝聚態物理學(上)
  • 作者:國家自然科學基金委員會、中國科學院
  • ISBN:9787030591548
  • 頁數:486
  • 定價:198.00元
  • 出版社:科學出版社
  • 出版時間:2020年01月01日
  • 裝幀:平裝
  • 開本:B5
內容簡介,圖書目錄,

內容簡介

軟物質廣泛存在於自然界以及人類的生產生活中,泛指處於固體和理想流體之間的複雜凝聚態物質,如膠體、液晶、高分子等。軟物質以其顯著熵效應、高度非線性以及複雜多樣結構等一系列特性引起了科學界的高度關注。近三十年多來,針對軟物質的基礎研究及套用開發取得了大量重要成果,形成了物理學的一個新的重要分支——軟凝聚態物理學。本書匯集國內外數十位專家,對當前該領域各個主要方向的發展歷史、研究熱點以及未來趨勢進行了詳細介紹,是讀者全面了解軟凝聚態物理學的實用指南。

圖書目錄

總序 i
摘要 v
Abstract xvii

第一篇 緒論
一、軟物質物理學的科學意義與戰略價值 3
二、軟物質物理學的發展規律和研究特點 5
三、學科的發展現狀與發展態勢 9
四、未來5~10年學科發展的關鍵科學問題、發展思路、發展目標和重要研究方向 12
五、有利於學科發展的有效資助機制與政策建議 24
第二篇 軟物質的理論基礎
第一章 軟物質體系的主要理論 29
第一節 引言 29
第二節 軟物質理論的背景與現狀 30
一、液晶彈性理論 30
二、鏈彈性理論 31
三、聚合物的自洽場理論 32
四、標度理論 33
五、顆粒物質理論 33
六、軟物質電磁相互作用理論 35
七、自組織現象 36
第三節 前沿問題以及未來重點發展的方向 37
第四節 結語 40
參考文獻 40
第二章 高分子物理理論與模擬 47
第一節 引言 47
第二節 學科發展背景和現狀 48
第三節 高分子物理的前沿問題 49
一、嵌段共聚物——納米印刷術及複雜體系自組裝 49
二、高分子體系的多尺度連貫研究 51
三、高分子的結晶動力學 53
四、高分子的玻璃化轉變 56
五、聚電解質體系中的關聯效應 58
六、高分子流變學 61
七、共軛高分子的光電性能 63
八、高分子交聯網路 64
第四節 未來5~10年重點發展方向 66
第五節 結語 68
參考文獻 69
第三章 蠕蟲狀鏈模型在高分子物理研究中的套用 73
第一節 引言 73
第二節 模型產生及發展的學科背景 74
第三節 最近30年研究進展 76
一、高分子液晶相結構及其轉變的研究 78
二、幾何表面對高分子體系的影響 80
三、蠕蟲狀嵌段共聚物自組裝 83
第四節 前沿問題 86
第五節 未來5~10年蠕蟲狀鏈模型的重點發展方向 87
第六節 結語 89
參考文獻 89
第四章 嵌段共聚物中的相和相變 94
第一節 引言 94
第二節 學科發展背景和現狀 95
一、嵌段共聚物自組裝行為 95
二、有序-無序相變 96
三、區域構成和尺度選擇 97
四、有序-有序相變與相圖 98
五、相變路徑 99
第三節 嵌段聚合物的前沿問題 100
一、發現和理解多嵌段共聚物體系中的複雜結構 100
二、定向自組裝 101
三、嵌段共聚物結構的相變路徑 102
第四節 未來5~10年重點發展方向 102
一、發展高效方法研究多嵌段共聚物體系的自由能泛函 102
二、發展超越高斯鏈的模型:蠕蟲鏈模型和手性高分子模型 102
三、分子之間相互作用更精確地表示:如硬核勢和庫侖勢相互作用 103
四、理解亞穩態和非平衡態結構的作用 103
五、定向自組裝:外場的影響,氣相蒸發的建模 104
第五節 結語 104
參考文獻 104
第五章 聚合物刷的計算機模擬研究 107
第一節 引言 107
第二節 發展歷程 108
一、分子動力學 109
二、蒙特卡羅模擬 109
三、自洽平均場理論方法 110
第三節 最近二三十年的研究進展 111
一、解析自洽場理論 112
二、數值自洽場理論 112
第四節 學科前沿問題 113
第五節 與實際需求結合的重大問題 114
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 115
參考文獻 116
第六章 軟物質中的連續介質力學基礎 119
第一節 引言 119
第二節 學科發展背景與現狀 121
一、熵彈性 123
二、超彈性本構關係 126
三、黏彈性本構關係 130
四、多孔彈性介質本構關係 132
五、非牛頓流體本構關係 134
六、本構關係在軟物質中的套用 136
第三節 學科前沿問題 143
第四節 未來5~10年重點發展方向 144
第五節 結語 145
參考文獻 145
第七章 軟物質系顆粒材料擴散行為建模 152
第一節 引言 152
第二節 顆粒材料擴散行為建模的研究進展 154
一、複雜幾何顆粒材料重構 155
二、顆粒材料微結構表征 161
三、顆粒材料擴散建模 167
第三節 顆粒材料擴散建模的前沿問題 172
第四節 未來5~10年重點發展方向 173
第五節 結語 174
參考文獻 175
第三篇 軟物質的實驗方法
第一章 軟物質實驗方法前沿:單分子操控技術 183
第一節 引言 183
第二節 單分子操縱技術及發展歷程 185
一、彈簧限制 186
二、張力限制 187
三、單分子樣品準備 188
四、單分子操控技術的高精度測量 189
五、單分子力學回響的理論分析 191
六、單分子操控技術的套用 193
第三節 未來5~10年學科發展趨勢 196
參考文獻 197
第二章 蛋白質力學特性的單分子力譜研究 199
第一節 蛋白質力學的重要性 199
第二節 從物理角度理解蛋白質力學特性 201
第三節 從結構角度理解蛋白質力學特性 204
一、蛋白質力學強度的決定因素 204
二、蛋白質拓撲結構與蛋白質力學強度之間的關係 205
三、如何人工調控蛋白質強度 206
四、蛋白質力學強度與拉伸方向之間的關係 207
第四節 研究蛋白質單分子力學特性的實驗方法 209
第五節 原子力顯微鏡單分子力譜 210
一、原子力顯微鏡單分子力譜的原理 210
二、最新進展(提高穩定性、提高力解析度、與螢光結合、高速原子力顯微鏡) 211
第六節 界面上的蛋白與固體相互作用 215
第七節 蛋白質力學從單分子到材料 216
參考文獻 218
第三章 單分子螢光技術在生物物理研究中的套用 223
第一節 引言 223
第二節 單分子螢光技術的簡單歷史介紹 224
第三節 單分子螢光技術及對比 225
一、單分子螢光的特點 225
二、單分子螢光實現條件 226
三、近場和遠場光學技術 227
四、單分子螢光共振能量轉移譜 229
五、雙光子/多光子激發成像 230
六、光學超分辨單分子螢光成像技術 231
第四節 單分子螢光技術套用 234
一、單分子螢光計數結合力譜技術揭示機械感測機制 234
二、細胞內直接追蹤基於黏著斑蛋白的踝蛋白拉伸-鬆弛過程 237
三、活細胞中的基因表達 241
第五節 單分子螢光技術面臨的挑戰及展望 244
參考文獻 245
第四章 攝像顯微技術在實驗軟物質物理中的套用 250
第一節 引言 250
第二節 攝像顯微技術 252
第三節 攝像顯微圖像處理 257
第四節 攝像顯微技術的套用與前沿發展 259
一、膠體玻璃化轉變 260
二、膠體結晶 263
三、膠體晶體的熔化 264
四、基於攝像顯微技術的微觀流變學 267
第五節 攝像顯微技術的展望 268
參考文獻 270
第五章 高分子超薄膜表征技術 274
第一節 引言 274
第二節 發展歷程 275
第三節 研究進展 276
一、X射線分析技術 276
二、中子分析技術 281
三、其他高分子薄膜表征技術 287
第四節 學科前沿問題 292
第五節 與實際需求結合的重大問題 293
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 294
參考文獻 294
第六章 小角散射技術在軟物質表征中的套用 300
第一節 引言 300
第二節 發展歷程 302
第三節 小角散射數據分析 303
第四節 最近二三十年的研究進展 304
一、生物大分子 304
二、高分子在膠體顆粒表面的結構 305
三、溶液自組裝結構 305
四、膠體分散體系中的相互作用 306
第五節 學科前沿問題 306
第六節 與實際需求結合的重大問題 307
第七節 未來5~10年學科發展趨勢 308
參考文獻 309
第七章 癌細胞侵襲轉移的實驗方法 311
第一節 引言 311
第二節 發展歷程 313
一、癌症轉移級聯過程模型 313
二、癌症轉移概念的建立 315
第三節 近二三十年的研究進展 316
一、癌細胞的黏附力學性質研究 316
二、細胞體外侵襲和遷移研究 317
三、腫瘤轉移過程的體外模擬和觀測 321
第四節 學科前沿問題 326
一、癌細胞侵襲研究中需要解決的問題和意義 326
二、從二維平面邁向三維空間 326
第五節 未來5~10年學科發展趨勢 330
參考文獻 331
第四篇 軟物質介觀體系
第一章 超分子凝膠與介觀結構 335
第一節 引言 335
第二節 發展歷程 337
一、分子凝膠簡介 337
二、超分子凝膠歷史 338
第三節 最近二三十年的研究進展 340
一、超分子凝膠分類 340
二、超分子凝膠介觀網路及其結構形成的原理 342
三、結構與巨觀性能的關係 349
四、超分子結構分析 352
第四節 學科前沿問題 357
一、超分子材料的設計 357
二、超分子介觀網路的調控 359
三、超分子材料的雜化與功能化 362
第五節 與實際需求結合的重大問題 364
一、藥物傳輸 365
二、基因傳輸 365
三、生物成像 366
四、光動力治療 366
五、組織工程 367
六、生物感測器 367
七、超分子在超強力學性能材料領域的套用 367
八、凝膠電解液 368
九、海洋石油污染 368
十、凝膠法大分子的分離 368
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 369
參考文獻 370
第二章 手性超分子自組裝與套用 381
第一節 引言 381
第二節 發展歷程 382
一、手性分子 382
二、從手性分子到手性超分子 383
第三節 最近二三十年的研究進展 385
一、超分子手性的表征方法 386
二、超分子手性的手性傳遞和放大原則 388
三、手性分子自組裝形成手性超分子結構 390
四、誘導超分子手性 396
五、非手性分子組裝形成手性超分子 399
六、手性超分子材料的性能與套用 401
第四節 手性超分子材料前沿問題和套用需求中的重大問題 408
第五節 未來5~10年學科發展趨勢 410
參考文獻 411
第三章 從“納米原子”到巨型分子 415
第一節 引言 415
第二節 巨型分子的發展歷程 416
第三節 巨型分子的前沿問題之一:逆功能分析 420
第四節 巨型分子的前沿問題之二:精密合成 422
一、點擊化學工具庫 422
二、官能化的分子納米粒子基元 424
三、巨型分子精密合成策略 426
第五節 巨型分子的前沿問題之三:可控組裝 427
一、超分子晶體 428
二、巨型分子組裝的熱力學與動力學 429
三、巨型分子組裝的若干特點 429
第六節 未來5~10年重點發展方向 443
第七節 與實際需求結合的重大問題 444
第八節 結語 446
參考文獻 447
第四章 軟物質熱學超構材料 454
第一節 引言 454
第二節 學科發展背景和現狀基礎理論 455
一、線性變換熱學理論 455
二、非線性變換熱學理論 458
三、為什麼選擇軟物質材料? 460
第三節 軟物質熱學超構材料的前沿問題 461
一、理論預言 461
二、實驗驗證 478
第四節 未來5~10年重點發展方向 483
第五節 結語 483
參考文獻 484

第五章 橡膠類材料的彈性理論
第六章 聚合物囊泡
第七章 液晶彈性體:性能與形變
第八章 液晶顯示器件
第九章 顆粒物質巨觀模型
第五篇 軟物質低維與界面體系
第一章 受限液晶系統的理論新進展
第二章 生物膜彈性理論
第三章 聚合物納米複合材料
第四章 仿生多尺度超浸潤界面材料
第五章 軟材料的變形穩定性
第六章 膠體物理基礎
第七章 膠體在基礎物理研究中的套用
第八章 二維各向異性膠體熱力學
第九章 活性膠體
第十章 纖維體軟物質
第十一章 微觀尺度下的水:從準一維、二維受限空間到生物以及材料表面
第六篇 軟物質生物體系
第一章 DNA及DNA分子計算
第二章 核酸分子機器
第三章 蛋白質分子摺疊、聚集和功能運動動力學
第四章 蛋白質結構預測

第五章 生物分子馬達 第六章 細胞骨架
第七章 細胞軟物質力學及其在生理病理機制中的作用
第八章 生物大分子的靜電學
第九章 癌細胞信號處理的生物物理建模
第十章 細菌運動的物理生物學
第十一章 納米顆粒與蛋白以及細胞膜等的相互作用
第十二章 生物信息大數據挖掘
第七篇 軟物質交叉領域
第一章 抗污染、智慧型、攜帶型可穿戴微流控器件
第二章 活性物質動力學
第三章 智慧型軟聚合物及其套用
第四章 場誘導智慧型軟物質材料
第五章 基於生物礦化構建的“生物-材料”複合體
關鍵字索引
彩圖

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們