《中國學科發展戰略·軟凝聚態物理學（下）》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（下）
- 作者：國家自然科學基金委員會、中國科學院
- ISBN：9787030621474
- 頁數：1454
- 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槳元糠歷史、研究熱點以及未來趨勢進行了詳細介紹，是讀者全面采檔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
下
第五章 生物分子馬達 1051
第一節 生物分子馬達簡介 1051
一、分子馬達分類 1052
二、平動馬達一例：驅動蛋白 1053
三、轉動馬達一例：ATP合酶 1054
四、非持續馬達一例：肌球蛋白Ⅱ 1055
第二節 研究進展及現狀 1056
一、分子馬達的實驗研究 1056
二、分子馬達的理論研究 1067
第三節 基礎及套用研究中的前沿問題 1070
一、基礎研究的前沿問題 1071
二、分子馬達的套用研究 1076
第四節 未來5~10年重點發展方向 1079
參考文獻 1080
第六章 細胞骨架 1086
第一節 學科發展背景和現狀 1092
一、細胞骨架的動態穩定結構 1092
二、蛋白質單元組裝成細胞骨架纖維和促朽朵 1094
三、細胞骨架的速率方程 1096
第二節 細胞骨架的前沿問題 1109
一、細胞骨架伴隨著核苷酸水解 1109
二、動態不穩定性 1120
三、踏車現象 1122
四、肌動蛋白纖維的長度擴散 1123
五、細胞骨架驗鴉體的力學性質 1126
第三節 未來5~10年重點發展方向 1131
第四節 結語 1132
參考文獻 1133
第七章 細胞軟物質力學及其在生理病理機制中的作用 1136
第一節 引言 1136
第二節 學科發展現狀及前沿問題 1138
一、細胞軟物質力學的表征和測量方法 1138
二、細胞的主要軟物質力學行為及其特徵 1140
三、細胞軟物質行為的理論模型 1145
四、細胞內吞及其力學行為 1149
五、細胞軟物質力學的學科前沿問題 1156
第三節 未來5~10年重點發展方向 1163
參考文獻 1164
第八章 生物大分子的靜電學 1173
第一節 引言 1173
第二節 學科發展背景和現狀 1175
一、生物大分子靜電學的物理基礎和組拳禁市計算方法 1175
槳乘良 二、與電泳相關的靜電相互作用 1178
三、與蛋白質相關的靜電相互作用 1179
四、用於蛋白質計算各種層級的靜電學模型 1181
五、靜電學原理和計算方法在生物大分子中的套用 1183
六、套用實例 1185
第三節 生物大分子靜電學的前沿問題 1188
第四節 未來5~10年重點發展方向 1189
一、生物大分子附近平衡離子分布和動力學 1189
二、蛋白質相關的靜電效頁刪愉應 1191
三、RNA摺疊相關的靜電學問題 1192
四、電泳相關的靜電學問題 1192
第五節 結語 1192
參考文獻 1193
第九章 癌細胞信號處理的生物物理建模 1196
第一節 引言 1196
第二節 癌細胞物理學研究發展歷程 1198
一、腫瘤物理學研究的興起和必要性 1198
二、癌細胞信號處理的物理建模研究的特點和歷程 1199
第三節 最近十年研究進展 1201
一、癌細胞信號網路動力學建模 1201
二、癌細胞群體相互作用、增殖和遷移理論 1207
三、腫瘤臨床治療方案及其療效模擬 1211
第四節 癌細胞理論研究的前沿學科問題和發展方向 1213
一、關於細胞信號轉導機制的研究 1213
二、關於基因表達調控機制的研究 1214
三、關於生物網路結構、動力學和功能的研究 1215
參考文獻 1215
第十章 細菌運動的物理生物學 1218
第一節 引言 1218
第二節 細菌動力學的背景和現狀 1220
一、細菌的自驅動運動 1220
二、細菌與界面的相互作用 1222
三、細菌的群體運動及自組織行為 1223
四、細菌趨化性能、信息交流及群體回響 1226
第三節 目前細菌動力學的前沿問題 1227
一、細菌馬達的生物及物理機制 1227
二、細菌集群運動的生物及物理機制 1228
三、細菌動力學的研究與活性軟物質領域的交叉關係 1229
四、細菌動力學研究引發的仿生學及生物材料方面的套用 1230
第四節 展望今後十年可能實現的重大研究進展 1230
一、弄清細菌馬達的力學及統計物理機制 1230
二、建立細菌集群運動的清楚的物理機制 1231
三、細菌動力學的研究成果會給活性軟物質領域展示多種機制 1231
四、細菌動力學的研究引發一些仿生學及生物材料方面的套用 1231
第五節 結語 1232
參考文獻 1232
第十一章 納米顆粒與蛋白以及細胞膜等的相互作用 1241
第一節 引言 1241
第二節 最近二三十年的研究進展 1243
第三節 代表性研究案例簡介——理論與實驗的結合 1245
第四節 學科前沿問題 1252
第五節 未來5~10年學科發展趨勢 1252
參考文獻 1253
第十二章 生物信息大數據挖掘 1258
第一節 引言 1258
第二節 學科發展背景和現狀 1258
一、發展背景 1258
二、研究現狀 1259
第三節 前沿問題 1263
一、如何在不斷增長的海量生物數據下構建動態學習模型 1263
二、多源異質生物數據遷移學習模型一直備受關注 1265
三、面向生物數據層次隱含信息挖掘的深度學習理論與方法 1267
四、多源異質生物數據挖掘平台的建設 1268
第四節 未來5~10年重點發展方向 1271
一、面向海量生物數據的動態學習新框架 1271
二、多源異質生物數據遷移學習算法 1271
三、最佳化生物信息領域的深度學習方法，提升深度網路模型的可解釋性 1272
第五節 結語 1273
參考文獻 1273
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 1279
第一節 引言 1279
第二節 發展歷程 1282
第三節 最近二三十年的研究進展 1284
第四節 學科前沿問題 1286
第五節 與實際需求結合的重大問題 1287
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 1290
參考文獻 1292
第二章 活性物質動力學 1294
第一節 引言 1294
第二節 學科發展背景和現狀 1295
一、Vicsek模型 1296
二、極性活性物質：Toner-Tu連續體模型 1298
三、非極性活性物質：連續體理論 1300
第三節 前沿問題 1303
一、活性物質中的物相類型 1303
二、活性物質中的相變 1303
三、團簇，相分離 1303
四、邊界效應 1304
五、活性物質的動力學和流變行為 1304
六、活性物質對外場的相應 1304
七、活性物質的實際套用 1304
第四節 未來5~10年重點發展方向 1305
一、進一步發展連續體理論 1305
二、活性物質體系的模擬和理論分析的結合研究 1305
三、對理論預言的實驗驗證 1305
四、利用先進的介觀尺度的流體模擬方法來研究活性膠體溶液 1305
五、開發活性物質的實際套用 1306
第五節 結語 1306
參考文獻 1307
第三章 智慧型軟聚合物及其套用 1310
第一節 引言 1310
第二節 發展歷程 1312
一、形狀記憶聚合物及其複合材料 1312
二、介電彈性體電活性聚合物 1316
第三節 最近二三十年的研究進展 1321
一、形狀記憶聚合物及其複合材料 1321
二、介電彈性體材料 1334
第四節 學科前沿問題 1344
第五節 與實際需求結合的重大問題 1346
一、變形/承載一體化、變剛度技術 1347
二、輕質/大輸出力驅動器技術 1347
三、多物理場耦合作用條件下智慧型材料的力學測試方法 1348
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 1348
一、自感知、自適應、自修復智慧型軟聚合物及結構的設計與研製 1348
二、智慧型軟聚合物及結構多場耦合條件下的本構理論建立 1349
三、智慧型軟聚合物實驗方法的發展及其結構力學性能和失效行為表征 1349
參考文獻 1350
第四章 場誘導智慧型軟物質材料 1366
第一節 引言 1366
第二節 學科發展背景和現狀 1367
一、磁流變液 1368
二、電流變液 1370
三、巨電流變液的重大突破 1373
第三節 軟物質智慧型材料的前沿問題 1377
第四節 未來5~10年發展趨勢 1379
參考文獻 1380
第五章 基於生物礦化構建的“生物-材料”複合體 1383
第一節 引言 1383
第二節 礦化與調節 1385
第三節 生物-材料複合體的製備 1386
一、層層自組裝 1387
二、離子鍵合 1389
三、自生長 1390
四、基因工程 1392
五、其他方法 1394
第四節 基於功能材料外殼的生物體改性 1395
一、細胞保護 1395
二、細胞儲存 1397
三、熱穩定性 1399
四、無須冷藏的疫苗 1400
五、生物隱身 1402
六、抗原掩蔽 1403
七、光合系統改進 1404
八、生物產氫 1405
九、生物催化 1406
第五節 展望與挑戰 1407
參考文獻 1409
關鍵字索引 1422
彩圖 1455
上
第一篇 緒論
第二篇 軟物質的理論基礎
第一章 軟物質體系的主要理論
第二章 高分子物理理論與模擬
第三章 蠕蟲狀鏈模型在高分子物理研究中的套用
第四章 嵌段共聚物中的相和相變
第五章 聚合物刷的計算機模擬研究
第六章 軟物質中的連續介質力學基礎
第七章 軟物質系顆粒材料擴散行為建模
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
第二章 蛋白質力學特性的單分子力譜研究
第三章 單分子螢光技術在生物物理研究中的套用
第四章 攝像顯微技術在實驗軟物質物理中的套用
第五章 高分子超薄膜表征技術
第六章 小角散射技術在軟物質表征中的套用
第七章 癌細胞侵襲轉移的實驗方法
第四篇 軟物質介觀體系
第一章 超分子凝膠與介觀結構
第二章 手性超分子自組裝與套用
第三章 從“納米原子”到巨型分子
第四章 軟物質熱學超構材料
中
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
摘要 v
Abstract xvii
下
第五章 生物分子馬達 1051
第一節 生物分子馬達簡介 1051
一、分子馬達分類 1052
二、平動馬達一例：驅動蛋白 1053
三、轉動馬達一例：ATP合酶 1054
四、非持續馬達一例：肌球蛋白Ⅱ 1055
第二節 研究進展及現狀 1056
一、分子馬達的實驗研究 1056
二、分子馬達的理論研究 1067
第三節 基礎及套用研究中的前沿問題 1070
一、基礎研究的前沿問題 1071
二、分子馬達的套用研究 1076
第四節 未來5~10年重點發展方向 1079
參考文獻 1080
第六章 細胞骨架 1086
第一節 學科發展背景和現狀 1092
一、細胞骨架的動態穩定結構 1092
二、蛋白質單元組裝成細胞骨架纖維和促朽朵 1094
三、細胞骨架的速率方程 1096
第二節 細胞骨架的前沿問題 1109
一、細胞骨架伴隨著核苷酸水解 1109
二、動態不穩定性 1120
三、踏車現象 1122
四、肌動蛋白纖維的長度擴散 1123
五、細胞骨架驗鴉體的力學性質 1126
第三節 未來5~10年重點發展方向 1131
第四節 結語 1132
參考文獻 1133
第七章 細胞軟物質力學及其在生理病理機制中的作用 1136
第一節 引言 1136
第二節 學科發展現狀及前沿問題 1138
一、細胞軟物質力學的表征和測量方法 1138
二、細胞的主要軟物質力學行為及其特徵 1140
三、細胞軟物質行為的理論模型 1145
四、細胞內吞及其力學行為 1149
五、細胞軟物質力學的學科前沿問題 1156
第三節 未來5~10年重點發展方向 1163
參考文獻 1164
第八章 生物大分子的靜電學 1173
第一節 引言 1173
第二節 學科發展背景和現狀 1175
一、生物大分子靜電學的物理基礎和組拳禁市計算方法 1175
槳乘良 二、與電泳相關的靜電相互作用 1178
三、與蛋白質相關的靜電相互作用 1179
四、用於蛋白質計算各種層級的靜電學模型 1181
五、靜電學原理和計算方法在生物大分子中的套用 1183
六、套用實例 1185
第三節 生物大分子靜電學的前沿問題 1188
第四節 未來5~10年重點發展方向 1189
一、生物大分子附近平衡離子分布和動力學 1189
二、蛋白質相關的靜電效頁刪愉應 1191
三、RNA摺疊相關的靜電學問題 1192
四、電泳相關的靜電學問題 1192
第五節 結語 1192
參考文獻 1193
第九章 癌細胞信號處理的生物物理建模 1196
第一節 引言 1196
第二節 癌細胞物理學研究發展歷程 1198
一、腫瘤物理學研究的興起和必要性 1198
二、癌細胞信號處理的物理建模研究的特點和歷程 1199
第三節 最近十年研究進展 1201
一、癌細胞信號網路動力學建模 1201
二、癌細胞群體相互作用、增殖和遷移理論 1207
三、腫瘤臨床治療方案及其療效模擬 1211
第四節 癌細胞理論研究的前沿學科問題和發展方向 1213
一、關於細胞信號轉導機制的研究 1213
二、關於基因表達調控機制的研究 1214
三、關於生物網路結構、動力學和功能的研究 1215
參考文獻 1215
第十章 細菌運動的物理生物學 1218
第一節 引言 1218
第二節 細菌動力學的背景和現狀 1220
一、細菌的自驅動運動 1220
二、細菌與界面的相互作用 1222
三、細菌的群體運動及自組織行為 1223
四、細菌趨化性能、信息交流及群體回響 1226
第三節 目前細菌動力學的前沿問題 1227
一、細菌馬達的生物及物理機制 1227
二、細菌集群運動的生物及物理機制 1228
三、細菌動力學的研究與活性軟物質領域的交叉關係 1229
四、細菌動力學研究引發的仿生學及生物材料方面的套用 1230
第四節 展望今後十年可能實現的重大研究進展 1230
一、弄清細菌馬達的力學及統計物理機制 1230
二、建立細菌集群運動的清楚的物理機制 1231
三、細菌動力學的研究成果會給活性軟物質領域展示多種機制 1231
四、細菌動力學的研究引發一些仿生學及生物材料方面的套用 1231
第五節 結語 1232
參考文獻 1232
第十一章 納米顆粒與蛋白以及細胞膜等的相互作用 1241
第一節 引言 1241
第二節 最近二三十年的研究進展 1243
第三節 代表性研究案例簡介——理論與實驗的結合 1245
第四節 學科前沿問題 1252
第五節 未來5~10年學科發展趨勢 1252
參考文獻 1253
第十二章 生物信息大數據挖掘 1258
第一節 引言 1258
第二節 學科發展背景和現狀 1258
一、發展背景 1258
二、研究現狀 1259
第三節 前沿問題 1263
一、如何在不斷增長的海量生物數據下構建動態學習模型 1263
二、多源異質生物數據遷移學習模型一直備受關注 1265
三、面向生物數據層次隱含信息挖掘的深度學習理論與方法 1267
四、多源異質生物數據挖掘平台的建設 1268
第四節 未來5~10年重點發展方向 1271
一、面向海量生物數據的動態學習新框架 1271
二、多源異質生物數據遷移學習算法 1271
三、最佳化生物信息領域的深度學習方法，提升深度網路模型的可解釋性 1272
第五節 結語 1273
參考文獻 1273
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 1279
第一節 引言 1279
第二節 發展歷程 1282
第三節 最近二三十年的研究進展 1284
第四節 學科前沿問題 1286
第五節 與實際需求結合的重大問題 1287
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 1290
參考文獻 1292
第二章 活性物質動力學 1294
第一節 引言 1294
第二節 學科發展背景和現狀 1295
一、Vicsek模型 1296
二、極性活性物質：Toner-Tu連續體模型 1298
三、非極性活性物質：連續體理論 1300
第三節 前沿問題 1303
一、活性物質中的物相類型 1303
二、活性物質中的相變 1303
三、團簇，相分離 1303
四、邊界效應 1304
五、活性物質的動力學和流變行為 1304
六、活性物質對外場的相應 1304
七、活性物質的實際套用 1304
第四節 未來5~10年重點發展方向 1305
一、進一步發展連續體理論 1305
二、活性物質體系的模擬和理論分析的結合研究 1305
三、對理論預言的實驗驗證 1305
四、利用先進的介觀尺度的流體模擬方法來研究活性膠體溶液 1305
五、開發活性物質的實際套用 1306
第五節 結語 1306
參考文獻 1307
第三章 智慧型軟聚合物及其套用 1310
第一節 引言 1310
第二節 發展歷程 1312
一、形狀記憶聚合物及其複合材料 1312
二、介電彈性體電活性聚合物 1316
第三節 最近二三十年的研究進展 1321
一、形狀記憶聚合物及其複合材料 1321
二、介電彈性體材料 1334
第四節 學科前沿問題 1344
第五節 與實際需求結合的重大問題 1346
一、變形/承載一體化、變剛度技術 1347
二、輕質/大輸出力驅動器技術 1347
三、多物理場耦合作用條件下智慧型材料的力學測試方法 1348
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 1348
一、自感知、自適應、自修復智慧型軟聚合物及結構的設計與研製 1348
二、智慧型軟聚合物及結構多場耦合條件下的本構理論建立 1349
三、智慧型軟聚合物實驗方法的發展及其結構力學性能和失效行為表征 1349
參考文獻 1350
第四章 場誘導智慧型軟物質材料 1366
第一節 引言 1366
第二節 學科發展背景和現狀 1367
一、磁流變液 1368
二、電流變液 1370
三、巨電流變液的重大突破 1373
第三節 軟物質智慧型材料的前沿問題 1377
第四節 未來5~10年發展趨勢 1379
參考文獻 1380
第五章 基於生物礦化構建的“生物-材料”複合體 1383
第一節 引言 1383
第二節 礦化與調節 1385
第三節 生物-材料複合體的製備 1386
一、層層自組裝 1387
二、離子鍵合 1389
三、自生長 1390
四、基因工程 1392
五、其他方法 1394
第四節 基於功能材料外殼的生物體改性 1395
一、細胞保護 1395
二、細胞儲存 1397
三、熱穩定性 1399
四、無須冷藏的疫苗 1400
五、生物隱身 1402
六、抗原掩蔽 1403
七、光合系統改進 1404
八、生物產氫 1405
九、生物催化 1406
第五節 展望與挑戰 1407
參考文獻 1409
關鍵字索引 1422
彩圖 1455
上
第一篇 緒論
第二篇 軟物質的理論基礎
第一章 軟物質體系的主要理論
第二章 高分子物理理論與模擬
第三章 蠕蟲狀鏈模型在高分子物理研究中的套用
第四章 嵌段共聚物中的相和相變
第五章 聚合物刷的計算機模擬研究
第六章 軟物質中的連續介質力學基礎
第七章 軟物質系顆粒材料擴散行為建模
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
第二章 蛋白質力學特性的單分子力譜研究
第三章 單分子螢光技術在生物物理研究中的套用
第四章 攝像顯微技術在實驗軟物質物理中的套用
第五章 高分子超薄膜表征技術
第六章 小角散射技術在軟物質表征中的套用
第七章 癌細胞侵襲轉移的實驗方法
第四篇 軟物質介觀體系
第一章 超分子凝膠與介觀結構
第二章 手性超分子自組裝與套用
第三章 從“納米原子”到巨型分子
第四章 軟物質熱學超構材料
中
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
