基本介紹
- 書名：表面與界面物理力學
- 作者：趙亞溥
- ISBN：9787030357861
- 頁數：602
- 定價：138.00元
- 出版時間：2012-10
內容介紹,本書目錄,
內容介紹
趙亞溥編著的《表面與界面物理力學(精)》由3篇、16章和7個附錄組成，上篇討論表面與界面物理力學的基礎知識中篇討論移動接觸線問題、分離壓力、前驅膜、受限液體與納流動的界面滑移、內角潤濕、液滴蒸發等下篇討論表面和界面演化動力學，介紹表面與界面擴散與演化動力學、相場動力學方法在表面與界面物理力學中的套用。
本書目錄
叢書序
前言
上篇 基礎理論
第1章 表面和界面物理力學的範式
1.1 零厚度的Gibbs界面和有限擴散層厚度的Cahn-Hilliard界面
1.1.1 Gibbs的零厚度界面模型
1.1.2 Cahn-Hilliard有限擴散厚度的界面模型
1.2 納微米表面界面物理力學的範式
參考文獻
第2章 表面熱力學、統計理論和彈道-擴散傳熱模型
2.1 體相和表面相的廣延量和強度量
2.1.1 廣延量和齊次函式、強度量
2.1.2 Legendre變換
2.2 體相Gibbs-Duhem方程
2.3 復相系統的平衡
2.4 表面Gibbs-Duhem關係式
2.5 Maxwell關係式
2.6 Gibbs等摩爾面、張力面和Tolman尺度
2.6.1 Gibbs分割面
2.6.2 Gibbs等摩爾面
2.6.3 張力面
2.6.4 Tolman長度
2.7 配分函式與表面吸附的統計理論
2.7.1 配分函式
2.7.2 低覆蓋度情況下表面吸附的統計理論
2.8 固-液界面的Kapitza阻抗和Kapitza長度
2.9 微納尺度的“彈道-擴散” 傳熱模型
參考文獻
第3章 分子間作用力
3.1 Van der Waals力和Casimir力
3.1.1 Van der Waals力
3.1.2 Derjaguin近似
3.1.3 Casimir力及“一次美好的散步”
3.1.4 Van der Waals力和Casimir力的異同
3.2 雙電層(EDL)和靜電力
3.2.1 平面雙電層
3.2.2 Derjaguin近似在球面雙電層中的套用
3.3 毛細力
3.3.1 幾個有關毛細力古老且有趣的例子
3.3.2 法向毛細力和橫向毛細力
3.4 排空力
3.4.1 熵力的來源
3.4.2 排空吸引力
3.4.3 排空力在生物中的套用
3.4.4 Derjaguin近似在計算排空力中的套用
3.5 溶劑化力、結構力、水合力
3.5.1 溶劑化力
3.5.2 水合力
3.6 疏水作用(力)
3.7 空間排斥力
3.8 分離壓力
3.9 Knudsen力
3.10 討論
參考文獻
第4章 Cauchy-Born準則與Green-Kubo理論
4.1 Cauchy-Born準則的起源初探
4.2 經典Cauchy-Born準則
4.2.1 變形梯度張量與經典的Cauchy-Born準則
4.2.2 基於經典CBR建立連續模型
4.3 經典Cauchy-Born準則的適用性
4.4 非均勻變形下的高階Cauchy-Born準則
4.4.1 高階Cauchy-Born準則的基本概念
4.4.2 基於高階CBR 建立連續模型
4.5 有限溫度下的Cauchy-Born準則
4.6 單原子膜結構的表面Cauchy-Born準則
4.6.1 指數式Cauchy-Born準則
4.6.2 基於指數式Cauchy-Born準則建立連續本構模型
4.6.3 高階Cauchy-Born準則
4.6.4 基於高階Cauchy-Born準則建立超彈性本構模型
4.6.5 石墨烯、碳納米管與Cauchy-Born準則
4.7 輸運性質的Green-Kubo線性回響理論
參考文獻
第5章 與表面問題相關的特徵尺度、時間與無量綱量
5.1 與表面能相關的幾個特徵時間和無量綱數
5.2 與表面能相關的幾個特徵尺度及相關無量綱數
5.2.1 彈性毛細長度及基底在液滴作用下的凸起特徵高度
5.2.2 疏水特徵尺度
5.2.3 GTKB方程與Tolman長度
5.2.4 Egelstaff-Widom尺度
5.2.5 線張力發生作用的特徵尺度
5.2.7 Navier滑移尺度與廣義滑移尺度
5.2.8 Navier滑移尺度與Kapitza長度的類比
5.2.9 Debye禁止長度與納米電潤濕
參考文獻
第6章 表面和界面物理力學中的跨尺度模擬方法
6.1 分子動力學與分子力學模擬方法概述
6.1.1 分子動力學理論
6.1.2 平衡系統分子動力學模擬的系綜
6.1.3 MD的力場
6.1.4 邊界條件
6.1.5 分子動力學的流程
6.1.6 分子力學
6.2 計算量子力學
6.2.1 量子力學的基本理論
6.2.2 密度泛函理論(DFT)
6.3 Car-Parrinello分子動力學
6.4 QM/MM雜交方法
6.4.1 QM/MM雜交方法的基本概念
6.4.2 QM/MM的邊界處理方法
6.4.3 QM/MM雜交方法在DPPC生物膜水合力計算中的套用
參考文獻
中篇 移動接觸線問題
第7章 表面潤濕與移動接觸線問題中的物理力學
7.1 從Leidenfrost液滴談起
7.2 Young方程及其基底粗糙度和曲率的修正
7.2.1 光滑、平坦表面的Young方程
7.2.2 粗糙表面的潤濕方程
7.2.3 線張力對表面潤濕方程的修正
7.2.4 曲面上的潤濕方程
7.3 Young-Laplace方程
7.4 Kelvin方程
7.5 分離壓力對表面潤濕三大基本方程的修正
7.6 毛細提升和液滴鋪展的動力學方程與標度律
7.6.1 毛細管中液體毛細提升或鋪展的Washburn標度律
7.6.2 潤滑近似和液滴鋪展的動力學方程
7.6.3 一維情況下液滴鋪展的動力學方程的解
7.6.4 液滴自相似鋪展的標度律
7.7 接觸角滯後
7.8 分子動理論(MKT)——移動接觸線問題中的跨尺度理論
7.9 三相接觸線處的水動力模型
7.10 Huh-Scriven佯謬
7.11 討論
參考文獻
第8章 前驅膜的物理力學性質
8.1 有關前驅膜的實驗研究
8.2 有關前驅膜的理論模型
8.2.1 De Gennes有關前驅膜的理論模型
8.2.2 前驅膜模型和滑移邊界模型的對比
8.3 有關前驅膜的Langevin動力學和Monte Carlo模擬
8.4 有關前驅膜的分子動力學模擬
8.5 討論
參考文獻
第9章 電潤濕中的移動接觸線問題
9.1 電潤濕歷史的簡要回顧以及Berge提出的Lippmann-Young方程
9.1.1 Lippmann於1875年有關電毛細的博士論文
9.1.2 Berge有關Lippmann-Young方程的提出
9.1.3 粗糙表面的電潤濕方程
9.1.4 電潤濕下的三相接觸點的特點
9.2 電潤濕的基本控制方程
9.2.1 電潤濕中三相接觸點處電場的奇異性分析
9.2.2 自發電潤濕的控制方程
9.3 接觸模式的電潤濕的實驗和理論分析
9.3.1 接觸式電潤濕的實驗
9.3.2 接觸式電潤濕中電荷量的估算
9.3.3 液滴失穩特徵時間的理論估算
9.4 絕緣膜擊穿動態過程的觀測
9.5 電場作用下荷葉上的液滴啟動
9.5.1 實驗裝置和材料製備
9.5.2 通過電勢梯度實現液滴的啟動
9.5.3 結果分析
9.6 納米電潤濕中的標度律和前驅膜
9.7 電彈性毛細動力學
9.7.1 彈性毛細
9.7.2 電彈性毛細動力學
9.8 曲面電潤濕
9.9 鋪展係數的線張力、分離壓力和電場力修正
9.10 電潤濕物理力學機制的進一步討論
參考文獻
第10章 內角潤濕和電潤濕的移動接觸線問題
10.1 巨觀內角潤濕的Taylor猜想和Concus-Finn條件
10.2 納米液滴在內角毛細流動的分子動力學模擬
10.3 內角潤濕在金屬單原子鏈形成方面的套用
10.4 前驅鏈在親水內角的動態電潤濕
10.5 本章結束語
參考文獻
第11章 受限液體和納流動中的邊界滑移
11.1 納米流變學——受限液體的若干力學行為
11.1.1 垂直壁面方向受限液體分子呈現分層結構,密度呈現振盪分布
11.1.2 等效剪下黏度呈現數量級的提高
11.1.3 剪下黏度的流變特性——剪下致稀
11.1.4 弛豫時間若干個數量級的提高
11.1.5 擴散,分子的協同運動
11.1.6 固化與相變
11.1.7 亞連續性
11.2 原子尺度界面摩擦模型
11.2.1 Tomlinson模型
11.2.2 Frenkel-Kontorova模型與Frenkel-Kontorova-Tomlinson模型
11.2.3 可變密度的Frenkel-Kontorova(vdFK)模型
11.3 納流動中的邊界滑移模型與機制
11.3.1 Navier線性滑移模型
11.3.2 動理滑移模型
11.3.3 VDFK滑移模型
11.3.4 疏水固壁的黏度滑移模型
11.3.5 兩個曲面固壁間液體流動的滑移模型
11.3.6 考慮接觸角的滑移模型
11.3.7 超疏水固壁的滑移模型
11.3.8 Thompson和Troian剪下應變率滑移模型
11.3.9 基於分子動理論(MKT)的滑移模型
11.4 水在超長CNT流動實驗和計算
11.4.1 CNT管徑和手性對毛細流動的影響
11.4.2 水進入CNT所需的臨界壓力
11.4.3 CNT內毛細流動的力電耦合的DFT/MD疊代模擬
11.4.4 超長CNT中毛細流動的實驗研究
11.5 受限流體中的對稱性破缺
11.5.1 對稱性破缺
11.5.2 納微受限流動中的對稱性破缺
11.5.3 封閉狹縫內受限流體的對稱性破缺
11.6 化學鍵層次對超潤滑機理的理解
參考文獻
第12章 液滴在固體表面蒸發的物理力學行為
12.1 咖啡環效應:蒸發與Marangoni對流
12.2 平面和曲面上的二維蒸發液滴的溫度分布
12.3 液滴蒸發的兩種模式
12.4 液滴蒸發中固-氣-液三相接觸線釘扎和去釘扎的物理力學機制
12.5 分離壓力在液滴蒸發中的作用
12.6 水滴蒸發的1-PIV觀測
12.7 水滴在疏水PDMS和Te*on表面的蒸發
12.8 本章結束語
參考文獻
下篇 表面和界面演化動力學
第13章 分子馬達和微懸臂樑感測器中的界面力學
13.1 分子機器中的一些重要力學問題
13.1.1 分子馬達的效率
13.1.2 F0F1-ATPase的化學態及動力學方程
13.1.3 F1分子馬達低Reynolds數流體動力學
13.1.4 來自生物系統的摩擦與潤滑的啟示以及分子馬達的組裝
13.2 分子機器固定問題的多尺度模擬
13.2.1 分子馬達固定中的螯合作用
13.2.2 QM/MM跨尺度模擬
13.2.3 分子馬達旋轉的MD模擬
13.3 基於微懸臂樑的微生化感測器中表面應力起源
13.3.1 表面應力產生的物理機制
13.3.2 微懸臂樑表面應力模型
13.4 本章結束語
參考文獻
第14章 超靈敏微納感測機理的表面物理力學基礎
14.1 微納生物感測器的機理概述
14.2 金屬氧化物半導體氣體感測器的耗盡層模型
14.3 氧化鋅表面氣體感測機理的DFT模擬-表面重構和電荷轉移
14.3.1 研究背景概述
14.3.2 DFT模擬方法
14.3.3 結果和討論
14.4 石墨烯的超靈敏探測與改性
14.4.1 引言
14.4.2 計算模型及方法
14.4.3 有毒氣體分子的檢測與計算
14.4.4 有機物分子的吸附檢測與計算
參考文獻
第15章 表面擴散與表面演化動力學
15.1 Herring-Mullins公式和Asaro-Tiller公式
15.1.1 Herring公式的推導細節
15.1.2 Mullins的貢獻
15.1.3 Asaro-Tiller公式
15.1.4 電場對Asaro-Tiller公式的貢獻
15.2 Gibbs-Thomson公式
15.3 Shuttleworth-Herring公式
15.4 表面擴散的Nernst-Einstein公式與表面演化方程
15.5 Nichols 和Mullins 對無限長圓柱體表面穩定性的分析
15.5.1 表面擴散
15.5.2 體內部擴散
15.5.3 體外部擴散
15.6 Nichols和Mullins對球體表面穩定性的分析
15.6.1 表面擴散
15.6.2 體內部擴散
15.6.3 體外部擴散
15.7 表面擴散引起的薄膜生長中的Asaro-Tiller-Grinfeld失穩
參考文獻
第16章 表面與界面演化中的相場動力學方法
16.1 Cahn-Hilliard方程與失穩分解
16.1.1 Cahn-Hilliard方程
16.1.2 機械混合與理想溶液混合的自由能表達式
16.1.3 失穩分解、上坡擴散與下坡擴散
16.2 Cahn-Hilliard方程在彈性體中的套用
16.3 Cahn-Hilliard方程在納米自組裝中的套用
16.3.1 相分離、相粗化、相細化
16.3.2 運動學、動力學、能量學分析
16.3.3 相場動力學演化中的特徵尺度
16.4 潤濕與電潤濕中的相場動力學
16.5 本章結束語
參考文獻
附錄
附錄A 分子動力學模擬勢函式
A.1 基本原理
A.2 基本力場
A.2.1 鍵伸縮能
A.2.2 鍵角彎曲項
A.2.3 二面角扭轉項
A.2.4 偏離平面振動項
A.2.5 非正常二面角扭轉項
A.2.6 庫侖作用項
A.2.7 非鍵結作用項
A.3 經驗參數化方法
A.3.1 有機化合物適用力場
A.3.2 生物及有機物體系模擬適用力場
A.3.3 嵌入原子勢以及金屬玻璃、鋰-矽合金材料性質模擬
A.3.4 多體作用勢
A.3.5 反應力場
A.3.6 普遍適用的經驗力場
參考文獻
附錄B 水模型
參考文獻
附錄C 固體基底上潤滑近似下液體薄膜運動方程的推導
C.1 一般形式液體薄膜運動方程的推導過程
C.2 一般形式液體薄膜運動方程的幾種特例
C.2.1 僅有表面張力作用,且認為表面張力為常數
C.2.2 僅考慮表面張力和重力作用
C.2.3 考慮分離壓力和表面張力的共同作用
C.2.4 考慮熱毛細作用,表面張力和重力作用
C.2.5 考慮表面張力,重力,離心力和分離壓力共同作用
C.3 圓柱內和圓柱外的液體薄膜運動方程
C.3.1 圓柱內(凹面)液體薄膜運動方程
C.3.2 圓柱外(凸面)液體薄膜運動方程
參考文獻
附錄D Young-Laplace方程的求解
D.1 垂直管中液面高度的計算
D.1.1 單個垂直壁面半無限區域的情況
D.1.2 兩個垂直壁面所夾區域的情況
D.2 圓柱漂浮在液體表面時,液面形狀的確定
參考文獻
附錄E 基底上球冠型液滴的幾何關係
E.1 平面上球冠狀液滴的幾何關係
E.2 球面(凸、凹)上球冠液滴的幾何關係
參考文獻
附錄F 表面與界面的微分幾何關係
參考文獻
附錄G 水與表面和界面相關的一些特性
索引
前言
上篇 基礎理論
第1章 表面和界面物理力學的範式
1.1 零厚度的Gibbs界面和有限擴散層厚度的Cahn-Hilliard界面
1.1.1 Gibbs的零厚度界面模型
1.1.2 Cahn-Hilliard有限擴散厚度的界面模型
1.2 納微米表面界面物理力學的範式
參考文獻
第2章 表面熱力學、統計理論和彈道-擴散傳熱模型
2.1 體相和表面相的廣延量和強度量
2.1.1 廣延量和齊次函式、強度量
2.1.2 Legendre變換
2.2 體相Gibbs-Duhem方程
2.3 復相系統的平衡
2.4 表面Gibbs-Duhem關係式
2.5 Maxwell關係式
2.6 Gibbs等摩爾面、張力面和Tolman尺度
2.6.1 Gibbs分割面
2.6.2 Gibbs等摩爾面
2.6.3 張力面
2.6.4 Tolman長度
2.7 配分函式與表面吸附的統計理論
2.7.1 配分函式
2.7.2 低覆蓋度情況下表面吸附的統計理論
2.8 固-液界面的Kapitza阻抗和Kapitza長度
2.9 微納尺度的“彈道-擴散” 傳熱模型
參考文獻
第3章 分子間作用力
3.1 Van der Waals力和Casimir力
3.1.1 Van der Waals力
3.1.2 Derjaguin近似
3.1.3 Casimir力及“一次美好的散步”
3.1.4 Van der Waals力和Casimir力的異同
3.2 雙電層(EDL)和靜電力
3.2.1 平面雙電層
3.2.2 Derjaguin近似在球面雙電層中的套用
3.3 毛細力
3.3.1 幾個有關毛細力古老且有趣的例子
3.3.2 法向毛細力和橫向毛細力
3.4 排空力
3.4.1 熵力的來源
3.4.2 排空吸引力
3.4.3 排空力在生物中的套用
3.4.4 Derjaguin近似在計算排空力中的套用
3.5 溶劑化力、結構力、水合力
3.5.1 溶劑化力
3.5.2 水合力
3.6 疏水作用(力)
3.7 空間排斥力
3.8 分離壓力
3.9 Knudsen力
3.10 討論
參考文獻
第4章 Cauchy-Born準則與Green-Kubo理論
4.1 Cauchy-Born準則的起源初探
4.2 經典Cauchy-Born準則
4.2.1 變形梯度張量與經典的Cauchy-Born準則
4.2.2 基於經典CBR建立連續模型
4.3 經典Cauchy-Born準則的適用性
4.4 非均勻變形下的高階Cauchy-Born準則
4.4.1 高階Cauchy-Born準則的基本概念
4.4.2 基於高階CBR 建立連續模型
4.5 有限溫度下的Cauchy-Born準則
4.6 單原子膜結構的表面Cauchy-Born準則
4.6.1 指數式Cauchy-Born準則
4.6.2 基於指數式Cauchy-Born準則建立連續本構模型
4.6.3 高階Cauchy-Born準則
4.6.4 基於高階Cauchy-Born準則建立超彈性本構模型
4.6.5 石墨烯、碳納米管與Cauchy-Born準則
4.7 輸運性質的Green-Kubo線性回響理論
參考文獻
第5章 與表面問題相關的特徵尺度、時間與無量綱量
5.1 與表面能相關的幾個特徵時間和無量綱數
5.2 與表面能相關的幾個特徵尺度及相關無量綱數
5.2.1 彈性毛細長度及基底在液滴作用下的凸起特徵高度
5.2.2 疏水特徵尺度
5.2.3 GTKB方程與Tolman長度
5.2.4 Egelstaff-Widom尺度
5.2.5 線張力發生作用的特徵尺度
5.2.7 Navier滑移尺度與廣義滑移尺度
5.2.8 Navier滑移尺度與Kapitza長度的類比
5.2.9 Debye禁止長度與納米電潤濕
參考文獻
第6章 表面和界面物理力學中的跨尺度模擬方法
6.1 分子動力學與分子力學模擬方法概述
6.1.1 分子動力學理論
6.1.2 平衡系統分子動力學模擬的系綜
6.1.3 MD的力場
6.1.4 邊界條件
6.1.5 分子動力學的流程
6.1.6 分子力學
6.2 計算量子力學
6.2.1 量子力學的基本理論
6.2.2 密度泛函理論(DFT)
6.3 Car-Parrinello分子動力學
6.4 QM/MM雜交方法
6.4.1 QM/MM雜交方法的基本概念
6.4.2 QM/MM的邊界處理方法
6.4.3 QM/MM雜交方法在DPPC生物膜水合力計算中的套用
參考文獻
中篇 移動接觸線問題
第7章 表面潤濕與移動接觸線問題中的物理力學
7.1 從Leidenfrost液滴談起
7.2 Young方程及其基底粗糙度和曲率的修正
7.2.1 光滑、平坦表面的Young方程
7.2.2 粗糙表面的潤濕方程
7.2.3 線張力對表面潤濕方程的修正
7.2.4 曲面上的潤濕方程
7.3 Young-Laplace方程
7.4 Kelvin方程
7.5 分離壓力對表面潤濕三大基本方程的修正
7.6 毛細提升和液滴鋪展的動力學方程與標度律
7.6.1 毛細管中液體毛細提升或鋪展的Washburn標度律
7.6.2 潤滑近似和液滴鋪展的動力學方程
7.6.3 一維情況下液滴鋪展的動力學方程的解
7.6.4 液滴自相似鋪展的標度律
7.7 接觸角滯後
7.8 分子動理論(MKT)——移動接觸線問題中的跨尺度理論
7.9 三相接觸線處的水動力模型
7.10 Huh-Scriven佯謬
7.11 討論
參考文獻
第8章 前驅膜的物理力學性質
8.1 有關前驅膜的實驗研究
8.2 有關前驅膜的理論模型
8.2.1 De Gennes有關前驅膜的理論模型
8.2.2 前驅膜模型和滑移邊界模型的對比
8.3 有關前驅膜的Langevin動力學和Monte Carlo模擬
8.4 有關前驅膜的分子動力學模擬
8.5 討論
參考文獻
第9章 電潤濕中的移動接觸線問題
9.1 電潤濕歷史的簡要回顧以及Berge提出的Lippmann-Young方程
9.1.1 Lippmann於1875年有關電毛細的博士論文
9.1.2 Berge有關Lippmann-Young方程的提出
9.1.3 粗糙表面的電潤濕方程
9.1.4 電潤濕下的三相接觸點的特點
9.2 電潤濕的基本控制方程
9.2.1 電潤濕中三相接觸點處電場的奇異性分析
9.2.2 自發電潤濕的控制方程
9.3 接觸模式的電潤濕的實驗和理論分析
9.3.1 接觸式電潤濕的實驗
9.3.2 接觸式電潤濕中電荷量的估算
9.3.3 液滴失穩特徵時間的理論估算
9.4 絕緣膜擊穿動態過程的觀測
9.5 電場作用下荷葉上的液滴啟動
9.5.1 實驗裝置和材料製備
9.5.2 通過電勢梯度實現液滴的啟動
9.5.3 結果分析
9.6 納米電潤濕中的標度律和前驅膜
9.7 電彈性毛細動力學
9.7.1 彈性毛細
9.7.2 電彈性毛細動力學
9.8 曲面電潤濕
9.9 鋪展係數的線張力、分離壓力和電場力修正
9.10 電潤濕物理力學機制的進一步討論
參考文獻
第10章 內角潤濕和電潤濕的移動接觸線問題
10.1 巨觀內角潤濕的Taylor猜想和Concus-Finn條件
10.2 納米液滴在內角毛細流動的分子動力學模擬
10.3 內角潤濕在金屬單原子鏈形成方面的套用
10.4 前驅鏈在親水內角的動態電潤濕
10.5 本章結束語
參考文獻
第11章 受限液體和納流動中的邊界滑移
11.1 納米流變學——受限液體的若干力學行為
11.1.1 垂直壁面方向受限液體分子呈現分層結構,密度呈現振盪分布
11.1.2 等效剪下黏度呈現數量級的提高
11.1.3 剪下黏度的流變特性——剪下致稀
11.1.4 弛豫時間若干個數量級的提高
11.1.5 擴散,分子的協同運動
11.1.6 固化與相變
11.1.7 亞連續性
11.2 原子尺度界面摩擦模型
11.2.1 Tomlinson模型
11.2.2 Frenkel-Kontorova模型與Frenkel-Kontorova-Tomlinson模型
11.2.3 可變密度的Frenkel-Kontorova(vdFK)模型
11.3 納流動中的邊界滑移模型與機制
11.3.1 Navier線性滑移模型
11.3.2 動理滑移模型
11.3.3 VDFK滑移模型
11.3.4 疏水固壁的黏度滑移模型
11.3.5 兩個曲面固壁間液體流動的滑移模型
11.3.6 考慮接觸角的滑移模型
11.3.7 超疏水固壁的滑移模型
11.3.8 Thompson和Troian剪下應變率滑移模型
11.3.9 基於分子動理論(MKT)的滑移模型
11.4 水在超長CNT流動實驗和計算
11.4.1 CNT管徑和手性對毛細流動的影響
11.4.2 水進入CNT所需的臨界壓力
11.4.3 CNT內毛細流動的力電耦合的DFT/MD疊代模擬
11.4.4 超長CNT中毛細流動的實驗研究
11.5 受限流體中的對稱性破缺
11.5.1 對稱性破缺
11.5.2 納微受限流動中的對稱性破缺
11.5.3 封閉狹縫內受限流體的對稱性破缺
11.6 化學鍵層次對超潤滑機理的理解
參考文獻
第12章 液滴在固體表面蒸發的物理力學行為
12.1 咖啡環效應:蒸發與Marangoni對流
12.2 平面和曲面上的二維蒸發液滴的溫度分布
12.3 液滴蒸發的兩種模式
12.4 液滴蒸發中固-氣-液三相接觸線釘扎和去釘扎的物理力學機制
12.5 分離壓力在液滴蒸發中的作用
12.6 水滴蒸發的1-PIV觀測
12.7 水滴在疏水PDMS和Te*on表面的蒸發
12.8 本章結束語
參考文獻
下篇 表面和界面演化動力學
第13章 分子馬達和微懸臂樑感測器中的界面力學
13.1 分子機器中的一些重要力學問題
13.1.1 分子馬達的效率
13.1.2 F0F1-ATPase的化學態及動力學方程
13.1.3 F1分子馬達低Reynolds數流體動力學
13.1.4 來自生物系統的摩擦與潤滑的啟示以及分子馬達的組裝
13.2 分子機器固定問題的多尺度模擬
13.2.1 分子馬達固定中的螯合作用
13.2.2 QM/MM跨尺度模擬
13.2.3 分子馬達旋轉的MD模擬
13.3 基於微懸臂樑的微生化感測器中表面應力起源
13.3.1 表面應力產生的物理機制
13.3.2 微懸臂樑表面應力模型
13.4 本章結束語
參考文獻
第14章 超靈敏微納感測機理的表面物理力學基礎
14.1 微納生物感測器的機理概述
14.2 金屬氧化物半導體氣體感測器的耗盡層模型
14.3 氧化鋅表面氣體感測機理的DFT模擬-表面重構和電荷轉移
14.3.1 研究背景概述
14.3.2 DFT模擬方法
14.3.3 結果和討論
14.4 石墨烯的超靈敏探測與改性
14.4.1 引言
14.4.2 計算模型及方法
14.4.3 有毒氣體分子的檢測與計算
14.4.4 有機物分子的吸附檢測與計算
參考文獻
第15章 表面擴散與表面演化動力學
15.1 Herring-Mullins公式和Asaro-Tiller公式
15.1.1 Herring公式的推導細節
15.1.2 Mullins的貢獻
15.1.3 Asaro-Tiller公式
15.1.4 電場對Asaro-Tiller公式的貢獻
15.2 Gibbs-Thomson公式
15.3 Shuttleworth-Herring公式
15.4 表面擴散的Nernst-Einstein公式與表面演化方程
15.5 Nichols 和Mullins 對無限長圓柱體表面穩定性的分析
15.5.1 表面擴散
15.5.2 體內部擴散
15.5.3 體外部擴散
15.6 Nichols和Mullins對球體表面穩定性的分析
15.6.1 表面擴散
15.6.2 體內部擴散
15.6.3 體外部擴散
15.7 表面擴散引起的薄膜生長中的Asaro-Tiller-Grinfeld失穩
參考文獻
第16章 表面與界面演化中的相場動力學方法
16.1 Cahn-Hilliard方程與失穩分解
16.1.1 Cahn-Hilliard方程
16.1.2 機械混合與理想溶液混合的自由能表達式
16.1.3 失穩分解、上坡擴散與下坡擴散
16.2 Cahn-Hilliard方程在彈性體中的套用
16.3 Cahn-Hilliard方程在納米自組裝中的套用
16.3.1 相分離、相粗化、相細化
16.3.2 運動學、動力學、能量學分析
16.3.3 相場動力學演化中的特徵尺度
16.4 潤濕與電潤濕中的相場動力學
16.5 本章結束語
參考文獻
附錄
附錄A 分子動力學模擬勢函式
A.1 基本原理
A.2 基本力場
A.2.1 鍵伸縮能
A.2.2 鍵角彎曲項
A.2.3 二面角扭轉項
A.2.4 偏離平面振動項
A.2.5 非正常二面角扭轉項
A.2.6 庫侖作用項
A.2.7 非鍵結作用項
A.3 經驗參數化方法
A.3.1 有機化合物適用力場
A.3.2 生物及有機物體系模擬適用力場
A.3.3 嵌入原子勢以及金屬玻璃、鋰-矽合金材料性質模擬
A.3.4 多體作用勢
A.3.5 反應力場
A.3.6 普遍適用的經驗力場
參考文獻
附錄B 水模型
參考文獻
附錄C 固體基底上潤滑近似下液體薄膜運動方程的推導
C.1 一般形式液體薄膜運動方程的推導過程
C.2 一般形式液體薄膜運動方程的幾種特例
C.2.1 僅有表面張力作用,且認為表面張力為常數
C.2.2 僅考慮表面張力和重力作用
C.2.3 考慮分離壓力和表面張力的共同作用
C.2.4 考慮熱毛細作用,表面張力和重力作用
C.2.5 考慮表面張力,重力,離心力和分離壓力共同作用
C.3 圓柱內和圓柱外的液體薄膜運動方程
C.3.1 圓柱內(凹面)液體薄膜運動方程
C.3.2 圓柱外(凸面)液體薄膜運動方程
參考文獻
附錄D Young-Laplace方程的求解
D.1 垂直管中液面高度的計算
D.1.1 單個垂直壁面半無限區域的情況
D.1.2 兩個垂直壁面所夾區域的情況
D.2 圓柱漂浮在液體表面時,液面形狀的確定
參考文獻
附錄E 基底上球冠型液滴的幾何關係
E.1 平面上球冠狀液滴的幾何關係
E.2 球面(凸、凹)上球冠液滴的幾何關係
參考文獻
附錄F 表面與界面的微分幾何關係
參考文獻
附錄G 水與表面和界面相關的一些特性
索引
