《中國學科發展戰略·軟凝聚態物理學（中）》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（中）
- 作者：國家自然科學基金委員會、中國科學院
- ISBN：9787030621467
- 頁數：1050
- 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
中
第五章 橡膠類材料的彈性理論 487
第一節 引言及發展歷程 487
一、化學結構、硫化反應 488
二、橡膠彈性的早期理論 489
第二節 橡膠的經典彈性理論 489
一、理想高斯鏈的統計性質 489
二、經典理論 490
三、經典理論的局限性 491
第三節 最近20~30年的研究進展 492
一、彈性漲落理論 492
二、液晶彈性體的彈性理論 492
三、近晶相液晶彈性體 494
第四節 學科前沿問題及發展趨勢 496
參考文獻 496
第六章 聚合物囊泡 498
第一節 引言 498
第二節 前沿進展 499
一、囊泡的分類 499
二、聚合物囊泡的發展 501
三、聚合物囊泡的結構與性能 517
四、聚合物囊泡的套用 533
第三節 結論和展望 539
參考文獻 540
第七章 液晶彈性體：性能與形變 550
第一節 引言 550
第二節 液晶彈性體的結構與性能 552
一、介晶基元-高分子鏈的連線與各向異性 552
二、各向異性與形變性能 554
三、交聯度與回響性 556
第三節 液晶彈性體的刺激回響行為 558
一、熱回響液晶彈性體 558
二、電回響液晶彈性體 566
三、液晶彈性體的光回響行為 571
四、液晶彈性體複合材料的回響性行為 585
第四節 未來5~10年重點發展方向 588
第五節 結語 589
參考文獻 590
第八章 液晶顯示器件 599
第一節 引言 599
第二節 發展歷程 601
第三節 液晶顯示器件的原理 603
一、液晶的取向有序參量 603
二、液晶的介電各向異性 604
三、液晶的雙折射 604
四、液晶顯示器件的基本結構和原理 606
第四節 最近二三十年的研究進展 608
一、液晶顯示模式 608
二、液晶顯示器件結構 612
第五節 學科前沿問題 614
一、藍相液晶顯示 614
二、鐵電液晶顯示 617
三、量子點技術 619
第六節 與實際需求結合的重大問題 620
一、回響時間 620
二、大尺寸 620
三、背光源 620
第七節 未來5~10年學科發展趨勢 621
一、柔性顯示 621
二、3D顯示 621
參考文獻 622
第九章 顆粒物質巨觀模型 625
第一節 引言 625
第二節 顆粒固體物理髮展歷程 628
第三節 顆粒材料本構理論研究進展 631
第四節 學科前沿問題 634
一、顆粒物質體系理論模型 634
二、顆粒阻塞相變與玻璃化轉變 637
三、顆粒物質體系微觀結構 639
第五節 與實際需求結合的重大問題 643
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 645
參考文獻 647
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 657
第一節 引言 657
第二節 液晶理論模型的發展 660
一、指向序參量 660
二、Onsager模型 660
三、Maier-Saupe平均場理論發展 662
四、Landau-de Gennes展開 662
五、Frank彈性模型 662
六、液晶聚合物自洽場模型 663
第三節 最近二三十年的研究進展 663
一、液晶的表面浸潤現象 663
二、二維平面受限液晶體系 665
三、限制在球面上的液晶分子指向場缺陷結構 669
第四節 學科前沿問題 672
一、限制在球面上的半剛性液晶體系的指向和缺陷行為 672
二、限制在兩個嵌套的非同心球面之間的液晶體系 673
三、其他曲面上液晶分子結構的自洽場模擬 673
四、二維平面受限體系 674
五、三維受限體系中液晶分子的指向分布 675
第五節 與實際需求結合的重大問題 675
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 675
第七節 結語 676
參考文獻 677
第二章 生物膜彈性理論 685
第一節 引言 685
第二節 學科發展背景和現狀 687
一、歷史背景 687
二、研究現狀 690
第三節 生物膜彈性理論的前沿問題 693
一、膜形狀方程的解析解 693
二、分相膜與脂疇 694
三、脂質膜泡分裂的頸端條件 695
四、膜與蛋白的相互作用 695
第四節 未來5~10年重點發展方向 696
一、膜方程的解析解 696
二、分相膜與脂疇 696
三、膜與蛋白質相互作用 697
第五節 結語 697
參考文獻 698
第三章 聚合物納米複合材料 701
第一節 引言 701
一、彈性體納米複合材料 701
二、計算機模擬技術 705
第二節 發展背景和現狀 708
一、聚合物納米複合材料的熱力學與動力學機制 708
二、聚合物納米複合材料分子尺度上的結構與動力學性能 709
三、聚合物納米複合材料的形貌 709
四、聚合物納米複合材料的流變加工性能 710
五、聚合物納米複合材料的力學增強性能 711
第三節 前沿問題 718
一、高強度聚合物納米複合材料的設計 718
二、低動態滯後聚合物納米複合材料的設計 718
三、形狀記憶聚合物納米複合材料的設計 720
四、自癒合聚合物納米複合材料的設計 722
第四節 未來5~10年學科發展趨勢 722
一、多尺度模擬技術的開發 722
二、分子水平上結構的精細設計與巨觀性能的準確預測 723
第五節 結語 723
參考文獻 724
第四章 仿生多尺度超浸潤界面材料 728
第一節 引言 728
第二節 發展歷程 729
第三節 最近二十年的研究進展 732
一、自然界中的超浸潤表面 732
二、超浸潤表面的仿生製備 738
三、超浸潤表面的套用 743
第四節 學科前沿問題 748
第五節 與實際需求結合的重大問題 748
一、仿生蜘蛛絲集水纖維的製備 749
二、基於仿生智慧型納米通道的先進能源轉換體系 749
三、油水分離材料 750
四、仿生多尺度細胞黏附可控表面 750
第六節 未來5~10年的發展趨勢 750
第七節 結語 751
參考文獻 751
第五章 軟材料的變形穩定性 757
第一節 引言 757
第二節 國內外研究進展 760
一、理論分析與數值方法 760
二、高分子軟膜的穩定性 764
三、軟基底上彈性薄膜的穩定性 768
四、生物軟組織的生長或萎縮失穩 770
第三節 學科前沿問題 774
第四節 與實際需求結合的重大問題 776
一、基於失穩技術的柔性電子器件 776
二、基於失穩技術的先進功能表面製備 776
三、穩定性理論在生物醫學工程的套用 777
第五節 未來5~10年學科發展趨勢 777
第六節 結語 778
參考文獻 779
第六章 膠體物理基礎 788
第一節 引言 788
第二節 膠體懸浮液模型系統 791
第三節 膠體相互作用 792
一、原子的范德瓦耳斯相互作用 792
二、膠體球的相互作用 793
三、體積排斥相互作用及膠體的體積穩定 794
四、DLVO相互作用和膠體的靜電穩定 795
五、硬球膠體模型 796
六、排空力 797
第四節 平衡性質和結構 801
一、徑向分布函式 802
二、硬球膠體和近硬球膠體 804
三、帶電膠體 807
第五節 膠體動力學 807
一、時間尺度和輸運方程 807
二、Smoluchowski方程 811
三、動力學光散射 812
第六節 擴散性質 816
一、短時動力學 816
二、長時間動力學的唯象處理 820
第七節 進展和展望 822
參考文獻 823
第七章 膠體在基礎物理研究中的套用 828
第一節 引言 828
第二節 發展歷程 828
第三節 最近二三十年的研究進展 830
一、結晶成核 831
二、經典成核理論的局限 833
三、非球形晶核 834
四、多步成核過程 834
五、Ostwald原理 835
六、晶體生長動力學 836
七、缺陷的性質 837
八、玻璃化轉變 837
第四節 學科前沿問題 839
第五節 與實際需求結合的重大問題 840
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 841
參考文獻 841
第八章 二維各向異性膠體熱力學 848
第一節 引言 848
第二節 發展歷程 848
第三節 最近二三十年的研究進展 850
一、各向異性膠體顆粒的製備技術 850
二、二維各向異性膠體系統的構建 854
三、二維各向異性膠體系統的研究 860
第四節 學科前沿問題 867
第五節 與實際需求結合的重大問題 868
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 869
參考文獻 870
第九章 活性膠體 878
第一節 引言 878
第二節 發展歷程 879
第三節 人工合成活性膠體的研究 880
一、驅動機制 880
二、相互作用與群體行為 886
第四節 細菌作為活性膠體的研究 889
一、單個細菌的運動行為和機制 889
二、細菌和邊界的相互作用 890
三、細菌驅動物質輸運 891
四、細菌的集體運動 891
第五節 學科前沿問題和未來展望 891
第六節 結語 892
參考文獻 893
第十章 纖維體軟物質 900
第一節 引言 900
第二節 發展歷程 902
第三節 最近二三十年的研究進展 903
一、分形結構纖維體 904
二、單向傳導與耗散功能纖維體 905
三、點陣結構功能織物 906
四、多相複合結構纖維體及納-微尺度效應 908
五、豎絨纖維體與間隔織物 911
六、變密度及梯度分布纖維體 912
七、剪下增稠體與複合增稠體 913
八、功能與智慧型纖維 913
第四節 學科前沿問題 915
第五節 與實際需求結合的重大問題 916
一、分形結構纖維體的結構、性質和製備成形技術 917
二、正反向異性功能纖維體的結構、性能及成形技術 917
三、點陣結構功能與智慧型織物的結構、功能設計與表征及成形技術 917
四、多相複合纖維體及納-微尺度效應的形及行為表征與成形技術 918
五、介觀尺度豎絨體結構、行為及成形技術 918
六、變密度絮體和增稠體的變結構及行為的表征與成形技術 919
七、功能與智慧型纖維及3D列印織物的成形理論、技術與表征 919
八、軟文物保護方式與技術和軟物質的文明考證方法 920
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 920
參考文獻 921
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 926
第一節 引言 926
第二節 最近二三十年的進展 928
一、受限管道內準一維水鏈的特殊微觀性質 928
二、微觀尺度二維界面水的性質 930
三、生物以及材料界面水的性質 932
第三節 前沿問題 936
第四節 未來5~10年學科發展趨勢 937
參考文獻 938
第六篇 軟物質生物體系
第一章 DNA及DNA分子計算 947
第一節 引言 947
第二節 學科發展歷程 949
一、DNA分子動力學模擬方法的發展 949
二、DNA的結構和力學性質 954
三、DNA鏈替換反應 957
第三節 學科前沿和與實際需求結合的重大問題 960
一、核酸的分子動力學模擬 960
二、DNA粗粒化力場的發展 962
三、短鏈DNA剛性及其理論模型 963
四、DNA-DNA作用及DNA包裝 965
五、DNA鏈替換反應微觀理解和速率調控 968
六、DNA計算和複雜反應網路的設計與實現 969
七、DNA恆溫可控自組裝 970
八、細胞環境下DNA納米器件設計和反應網路設計及其調控 972
第四節 未來5~10年學科發展趨勢 973
參考文獻 973
第二章 核酸分子機器 991
第一節 分子機器概念的提出 991
第二節 DNA分子機器 992
一、DNA分子機器的產生 992
二、驅動機制的發展 994
三、對外做功與能量輸出 996
四、對核酸分子機器運動動力學的研究 997
第三節 DNA分子機器的套用 998
一、利用DNA分子機器構建智慧型表面 998
二、回響性納米孔道構建 998
三、核酸納米機器在納米尺度調控功能基團間距離的套用 999
四、核酸納米機器在可控釋放和藥物運載方面的套用 1000
第四節 展望 1001
參考文獻 1002
第三章 蛋白質分子摺疊、聚集和功能運動動力學 1004
第一節 蛋白質分子的基本特性 1004
一、蛋白質的基本組成 1004
二、蛋白質的基本結構 1006
第二節 蛋白質摺疊 1009
一、蛋白質摺疊的基本概念 1009
二、蛋白質摺疊的能量面漏斗理論 1011
三、與功能相關的構象運動和變構 1013
第三節 蛋白質摺疊的幾個模型研究 1014
一、HP模型 1014
二、HZ拉鏈模型 1014
三、Go模型 1015
四、全原子分子動力學摺疊模擬 1016
五、蛋白質摺疊的簡單性 1017
第四節 蛋白質摺疊、聚集的前沿課題 1019
一、複雜物理因素對蛋白質功能結構形成和構象運動的調控作用 1019
二、金屬離子調控蛋白質功能結構形成和運動方面 1020
三、生物力學調控蛋白質功能結構形成和構象變化方面 1020
四、納米粒子和固體表面調控蛋白質功能結構變化及運動方面 1021
五、含硫鍵蛋白質的摺疊和聚集的模擬方面 1022
六、金屬離子誘導的蛋白二聚化、三聚化等寡聚化過程方面 1022
第五節 結語 1023
參考文獻 1023
第四章 蛋白質結構預測 1026
第一節 引言 1026
第二節 發展歷程 1028
一、基於模板的結構預測 1030
二、無模板的結構預測 1033
三、國際蛋白質結構預測技術評估大賽 1036
四、幾種流行的結構預測方法 1039
第三節 前沿問題 1041
第四節 未來5~10年重點發展方向 1043
第五節 結語 1044
參考文獻 1045
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
下
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
摘要 v
Abstract xvii
中
第五章 橡膠類材料的彈性理論 487
第一節 引言及發展歷程 487
一、化學結構、硫化反應 488
二、橡膠彈性的早期理論 489
第二節 橡膠的經典彈性理論 489
一、理想高斯鏈的統計性質 489
二、經典理論 490
三、經典理論的局限性 491
第三節 最近20~30年的研究進展 492
一、彈性漲落理論 492
二、液晶彈性體的彈性理論 492
三、近晶相液晶彈性體 494
第四節 學科前沿問題及發展趨勢 496
參考文獻 496
第六章 聚合物囊泡 498
第一節 引言 498
第二節 前沿進展 499
一、囊泡的分類 499
二、聚合物囊泡的發展 501
三、聚合物囊泡的結構與性能 517
四、聚合物囊泡的套用 533
第三節 結論和展望 539
參考文獻 540
第七章 液晶彈性體：性能與形變 550
第一節 引言 550
第二節 液晶彈性體的結構與性能 552
一、介晶基元-高分子鏈的連線與各向異性 552
二、各向異性與形變性能 554
三、交聯度與回響性 556
第三節 液晶彈性體的刺激回響行為 558
一、熱回響液晶彈性體 558
二、電回響液晶彈性體 566
三、液晶彈性體的光回響行為 571
四、液晶彈性體複合材料的回響性行為 585
第四節 未來5~10年重點發展方向 588
第五節 結語 589
參考文獻 590
第八章 液晶顯示器件 599
第一節 引言 599
第二節 發展歷程 601
第三節 液晶顯示器件的原理 603
一、液晶的取向有序參量 603
二、液晶的介電各向異性 604
三、液晶的雙折射 604
四、液晶顯示器件的基本結構和原理 606
第四節 最近二三十年的研究進展 608
一、液晶顯示模式 608
二、液晶顯示器件結構 612
第五節 學科前沿問題 614
一、藍相液晶顯示 614
二、鐵電液晶顯示 617
三、量子點技術 619
第六節 與實際需求結合的重大問題 620
一、回響時間 620
二、大尺寸 620
三、背光源 620
第七節 未來5~10年學科發展趨勢 621
一、柔性顯示 621
二、3D顯示 621
參考文獻 622
第九章 顆粒物質巨觀模型 625
第一節 引言 625
第二節 顆粒固體物理髮展歷程 628
第三節 顆粒材料本構理論研究進展 631
第四節 學科前沿問題 634
一、顆粒物質體系理論模型 634
二、顆粒阻塞相變與玻璃化轉變 637
三、顆粒物質體系微觀結構 639
第五節 與實際需求結合的重大問題 643
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 645
參考文獻 647
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 657
第一節 引言 657
第二節 液晶理論模型的發展 660
一、指向序參量 660
二、Onsager模型 660
三、Maier-Saupe平均場理論發展 662
四、Landau-de Gennes展開 662
五、Frank彈性模型 662
六、液晶聚合物自洽場模型 663
第三節 最近二三十年的研究進展 663
一、液晶的表面浸潤現象 663
二、二維平面受限液晶體系 665
三、限制在球面上的液晶分子指向場缺陷結構 669
第四節 學科前沿問題 672
一、限制在球面上的半剛性液晶體系的指向和缺陷行為 672
二、限制在兩個嵌套的非同心球面之間的液晶體系 673
三、其他曲面上液晶分子結構的自洽場模擬 673
四、二維平面受限體系 674
五、三維受限體系中液晶分子的指向分布 675
第五節 與實際需求結合的重大問題 675
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 675
第七節 結語 676
參考文獻 677
第二章 生物膜彈性理論 685
第一節 引言 685
第二節 學科發展背景和現狀 687
一、歷史背景 687
二、研究現狀 690
第三節 生物膜彈性理論的前沿問題 693
一、膜形狀方程的解析解 693
二、分相膜與脂疇 694
三、脂質膜泡分裂的頸端條件 695
四、膜與蛋白的相互作用 695
第四節 未來5~10年重點發展方向 696
一、膜方程的解析解 696
二、分相膜與脂疇 696
三、膜與蛋白質相互作用 697
第五節 結語 697
參考文獻 698
第三章 聚合物納米複合材料 701
第一節 引言 701
一、彈性體納米複合材料 701
二、計算機模擬技術 705
第二節 發展背景和現狀 708
一、聚合物納米複合材料的熱力學與動力學機制 708
二、聚合物納米複合材料分子尺度上的結構與動力學性能 709
三、聚合物納米複合材料的形貌 709
四、聚合物納米複合材料的流變加工性能 710
五、聚合物納米複合材料的力學增強性能 711
第三節 前沿問題 718
一、高強度聚合物納米複合材料的設計 718
二、低動態滯後聚合物納米複合材料的設計 718
三、形狀記憶聚合物納米複合材料的設計 720
四、自癒合聚合物納米複合材料的設計 722
第四節 未來5~10年學科發展趨勢 722
一、多尺度模擬技術的開發 722
二、分子水平上結構的精細設計與巨觀性能的準確預測 723
第五節 結語 723
參考文獻 724
第四章 仿生多尺度超浸潤界面材料 728
第一節 引言 728
第二節 發展歷程 729
第三節 最近二十年的研究進展 732
一、自然界中的超浸潤表面 732
二、超浸潤表面的仿生製備 738
三、超浸潤表面的套用 743
第四節 學科前沿問題 748
第五節 與實際需求結合的重大問題 748
一、仿生蜘蛛絲集水纖維的製備 749
二、基於仿生智慧型納米通道的先進能源轉換體系 749
三、油水分離材料 750
四、仿生多尺度細胞黏附可控表面 750
第六節 未來5~10年的發展趨勢 750
第七節 結語 751
參考文獻 751
第五章 軟材料的變形穩定性 757
第一節 引言 757
第二節 國內外研究進展 760
一、理論分析與數值方法 760
二、高分子軟膜的穩定性 764
三、軟基底上彈性薄膜的穩定性 768
四、生物軟組織的生長或萎縮失穩 770
第三節 學科前沿問題 774
第四節 與實際需求結合的重大問題 776
一、基於失穩技術的柔性電子器件 776
二、基於失穩技術的先進功能表面製備 776
三、穩定性理論在生物醫學工程的套用 777
第五節 未來5~10年學科發展趨勢 777
第六節 結語 778
參考文獻 779
第六章 膠體物理基礎 788
第一節 引言 788
第二節 膠體懸浮液模型系統 791
第三節 膠體相互作用 792
一、原子的范德瓦耳斯相互作用 792
二、膠體球的相互作用 793
三、體積排斥相互作用及膠體的體積穩定 794
四、DLVO相互作用和膠體的靜電穩定 795
五、硬球膠體模型 796
六、排空力 797
第四節 平衡性質和結構 801
一、徑向分布函式 802
二、硬球膠體和近硬球膠體 804
三、帶電膠體 807
第五節 膠體動力學 807
一、時間尺度和輸運方程 807
二、Smoluchowski方程 811
三、動力學光散射 812
第六節 擴散性質 816
一、短時動力學 816
二、長時間動力學的唯象處理 820
第七節 進展和展望 822
參考文獻 823
第七章 膠體在基礎物理研究中的套用 828
第一節 引言 828
第二節 發展歷程 828
第三節 最近二三十年的研究進展 830
一、結晶成核 831
二、經典成核理論的局限 833
三、非球形晶核 834
四、多步成核過程 834
五、Ostwald原理 835
六、晶體生長動力學 836
七、缺陷的性質 837
八、玻璃化轉變 837
第四節 學科前沿問題 839
第五節 與實際需求結合的重大問題 840
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 841
參考文獻 841
第八章 二維各向異性膠體熱力學 848
第一節 引言 848
第二節 發展歷程 848
第三節 最近二三十年的研究進展 850
一、各向異性膠體顆粒的製備技術 850
二、二維各向異性膠體系統的構建 854
三、二維各向異性膠體系統的研究 860
第四節 學科前沿問題 867
第五節 與實際需求結合的重大問題 868
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 869
參考文獻 870
第九章 活性膠體 878
第一節 引言 878
第二節 發展歷程 879
第三節 人工合成活性膠體的研究 880
一、驅動機制 880
二、相互作用與群體行為 886
第四節 細菌作為活性膠體的研究 889
一、單個細菌的運動行為和機制 889
二、細菌和邊界的相互作用 890
三、細菌驅動物質輸運 891
四、細菌的集體運動 891
第五節 學科前沿問題和未來展望 891
第六節 結語 892
參考文獻 893
第十章 纖維體軟物質 900
第一節 引言 900
第二節 發展歷程 902
第三節 最近二三十年的研究進展 903
一、分形結構纖維體 904
二、單向傳導與耗散功能纖維體 905
三、點陣結構功能織物 906
四、多相複合結構纖維體及納-微尺度效應 908
五、豎絨纖維體與間隔織物 911
六、變密度及梯度分布纖維體 912
七、剪下增稠體與複合增稠體 913
八、功能與智慧型纖維 913
第四節 學科前沿問題 915
第五節 與實際需求結合的重大問題 916
一、分形結構纖維體的結構、性質和製備成形技術 917
二、正反向異性功能纖維體的結構、性能及成形技術 917
三、點陣結構功能與智慧型織物的結構、功能設計與表征及成形技術 917
四、多相複合纖維體及納-微尺度效應的形及行為表征與成形技術 918
五、介觀尺度豎絨體結構、行為及成形技術 918
六、變密度絮體和增稠體的變結構及行為的表征與成形技術 919
七、功能與智慧型纖維及3D列印織物的成形理論、技術與表征 919
八、軟文物保護方式與技術和軟物質的文明考證方法 920
第六節 未來5~10年學科發展趨勢 920
參考文獻 921
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 926
第一節 引言 926
第二節 最近二三十年的進展 928
一、受限管道內準一維水鏈的特殊微觀性質 928
二、微觀尺度二維界面水的性質 930
三、生物以及材料界面水的性質 932
第三節 前沿問題 936
第四節 未來5~10年學科發展趨勢 937
參考文獻 938
第六篇 軟物質生物體系
第一章 DNA及DNA分子計算 947
第一節 引言 947
第二節 學科發展歷程 949
一、DNA分子動力學模擬方法的發展 949
二、DNA的結構和力學性質 954
三、DNA鏈替換反應 957
第三節 學科前沿和與實際需求結合的重大問題 960
一、核酸的分子動力學模擬 960
二、DNA粗粒化力場的發展 962
三、短鏈DNA剛性及其理論模型 963
四、DNA-DNA作用及DNA包裝 965
五、DNA鏈替換反應微觀理解和速率調控 968
六、DNA計算和複雜反應網路的設計與實現 969
七、DNA恆溫可控自組裝 970
八、細胞環境下DNA納米器件設計和反應網路設計及其調控 972
第四節 未來5~10年學科發展趨勢 973
參考文獻 973
第二章 核酸分子機器 991
第一節 分子機器概念的提出 991
第二節 DNA分子機器 992
一、DNA分子機器的產生 992
二、驅動機制的發展 994
三、對外做功與能量輸出 996
四、對核酸分子機器運動動力學的研究 997
第三節 DNA分子機器的套用 998
一、利用DNA分子機器構建智慧型表面 998
二、回響性納米孔道構建 998
三、核酸納米機器在納米尺度調控功能基團間距離的套用 999
四、核酸納米機器在可控釋放和藥物運載方面的套用 1000
第四節 展望 1001
參考文獻 1002
第三章 蛋白質分子摺疊、聚集和功能運動動力學 1004
第一節 蛋白質分子的基本特性 1004
一、蛋白質的基本組成 1004
二、蛋白質的基本結構 1006
第二節 蛋白質摺疊 1009
一、蛋白質摺疊的基本概念 1009
二、蛋白質摺疊的能量面漏斗理論 1011
三、與功能相關的構象運動和變構 1013
第三節 蛋白質摺疊的幾個模型研究 1014
一、HP模型 1014
二、HZ拉鏈模型 1014
三、Go模型 1015
四、全原子分子動力學摺疊模擬 1016
五、蛋白質摺疊的簡單性 1017
第四節 蛋白質摺疊、聚集的前沿課題 1019
一、複雜物理因素對蛋白質功能結構形成和構象運動的調控作用 1019
二、金屬離子調控蛋白質功能結構形成和運動方面 1020
三、生物力學調控蛋白質功能結構形成和構象變化方面 1020
四、納米粒子和固體表面調控蛋白質功能結構變化及運動方面 1021
五、含硫鍵蛋白質的摺疊和聚集的模擬方面 1022
六、金屬離子誘導的蛋白二聚化、三聚化等寡聚化過程方面 1022
第五節 結語 1023
參考文獻 1023
第四章 蛋白質結構預測 1026
第一節 引言 1026
第二節 發展歷程 1028
一、基於模板的結構預測 1030
二、無模板的結構預測 1033
三、國際蛋白質結構預測技術評估大賽 1036
四、幾種流行的結構預測方法 1039
第三節 前沿問題 1041
第四節 未來5~10年重點發展方向 1043
第五節 結語 1044
參考文獻 1045
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
下
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
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