纳米材料、纳米技术及设计

前言xiii

致谢xix

第1章 纳米材料和纳米技术概述

1.1 为什么称之为纳米材料?

1.2 尺度、结构和属性

阅读资料

第2章 历史演化回顾

2.1 材料的发展简史

2.2 自然界中的纳米材料

2.3 艺术和历史文化遗产中发现的纳米材料

艺术中发现的例子

保护

阅读资料

第3章 设计关联

3.1 设计中的材料

设计关注点

3.2 产品设计、建筑和工程

产品

特征产品：广泛的观点

生产的体量

价值

一般产品的复杂性和性能

建筑、建筑工程和土木工程

设计和发展的关联

建筑类型

3.3 环境、系统和集合

环境

系统和集合

单一标准的设计到系统和集合

3.4 设计和发展过程

一般发展过程

材料相关的结构设计过程

非结构设计过程

3.5 设计案例

阅读资料

第4章 材料类型、结构和性能

4.1 材料的类型

金属材料

陶瓷材料

高分子材料

复合材料

电子材料

生物材料

纳米材料

4.2 材料的内部结构

原子结构

原子键合

晶体结构

分子结构

缺陷

4.3 力学性质

应力、应变、刚性和强度

强度的起源

4.4 热学性质

本征热学性能

热学性能的物理本质

4.5 电学性质

电阻和电导

绝缘性质

电性的物理本质

4.6 磁学性质

真空条件下的磁场

材料中的磁场

磁性的测量

磁性的物理本质

4.7 光学性质

材料和辐射的交互作用

反射和入射

吸收

透射

折射

光学性质的物理本质

4.8 声学性质

声速和波长

声的测量

声波的阻抗和能量发散

阅读资料

第5章 材料性能统计图和应用

5.1 材料性能统计图

标准的条状统计图和泡状统计图

标准的性能和价格统计图

强度和密度统计图

热膨胀系数a和热导率r

感觉：触觉的作用

听觉：声的作用

5.2 应用统计图表述、筛选、评价和标准化

表述

筛选

评价：材料指标

标准化

5.3 图示的限度和统计图标尺指标

筛选：统计图的局限

评价：统计图指标

计算机辅助筛选

5.4 矛盾的解决和处理

重要性方法

系统性方法：补偿函数和交换常数

平衡策略

补偿函数

交换常数数值a

阅读资料

第6章 纳米材料：分类和原理

6.1 纳米材料的分类

6.2 尺寸效应

表面一体积比与形状

奇妙的数字

表面曲率

应力的限制

量子效应

阅读资料

第7章 纳米材料：性能

7.1 力学性能._

尺寸范围和性能

材料性能的尺寸关系

纳米材料的力学性能

7.2 纳米材料的热学性能

熔点

热传导

7.3 电学性能

7.4 磁学性能

7.5 光学性能

7.6 声学性能

7.7 特例

纳米碳管

纳米复合材料

阅读资料

第8章 纳米材料：合成和表征

8.1 纳米尺度材料和结构的合成

0维纳米材料的合成方法

1D和2D纳米材料的合成方法

3D纳米材料的合成方法

自上而下的方法

中间方法

自下而上的方法

纳米轮廓表征

8.2 纳米材料的表征

阅读资料

第9章 设计环境和系统

9.1 环境和系统

9.2 结构和受力环境

纳米基结构和力学应用

9.3 受热环境

基本热传导

产品的受热环境

空间的受热环境

纳米材料在热环境设计中的应用

9.4 电和磁的环境

电子材料

整体趋势

冲击和影响

第10章 纳米材料严晶的形状和功能

第11章 健康和环境领域的纳米材料和纳米技术

第12章 更广泛的内容

索引

纳米材料和技术涉及的领域极为广阔，从物理、化学，能源、信息科学到生物和医学等专业领域，几乎无所不包。《纳米材料·纳米技术及设计（导读版）》以材料设计（design）和应用为出发点，阐述材料性能和纳米结构的内在联系，并对纳米材料的制备技术做了较为全面的叙述。
《纳米材料·纳米技术及设计（导读版）》前3章对纳米材料和技术进行了简要的概括，第4章从定性和定量的角度，介绍材料的分类。结构和性能。第5章介绍基于材料性能导图．进行材料的选择，优化设计和设计矛盾的解决。第6—8章较为深入地介绍了纳米材料的主要类型和一般特性，以及它们的制备方法和表征手段。第9章针对不同设计环境，从定性的角度出发，探讨纳米材料和技术可能发挥的作用。第10章介绍与建筑，工程、产品设计等领域相关的纳米材料的形式和功能。第11章概述了纳米材料和技术在医疗、—医药等领域，以及改善环境方面的应用，也涉及健康方面的一些问题。最后简介纳米材料和技术在其他工业领域的应用，以及未来的发展前景。

《纳米材料·纳米技术及设计（导读版）》的目录和致谢均己译威中文，正文保留英文原版。另附清华大学材料科学与工程系于荣海教授所作中文导读一篇。
纳米材料和技术涉及的领域极为广阔，从物理、化学、能源、信息科学到生物和医学等专业领域，几乎无所不包。《纳米材料·纳米技术及设计（导读版）》以材料设计（desigrl）和应用为出发点，阐述材料性能和纳米结构的内在联系，并对纳米材料的制备技术做了较为全面的叙述。
《纳米材料·纳米技术及设计（导读版）》前3章对纳米材料和技术进行了简要的概括，第4章从定性和定量的角度，介绍材料的分类、结构和性能。第5章介绍基于材料性能导图，进行材料的选择、优化设计和设计矛盾的解决。第6-8章较为深入地介绍了纳米材料的主要类型和一般特性，以及它们的制备方法和表征手段。第9章针对不同设计环境，从定性的角度出发，探讨纳米材料和技术可能发挥的作用。第10章介绍与建筑、工程、产品设计等领域相关的纳米材料的形式和功能。第11章概述了纳米材料和技术在医疗、医药等领域。以及改善环境方面的应用，也涉及健康方面的一些问题。最后简介纳米材料和技术在其他工业领域的应用，以及未来的发展前景。
《纳米材料·纳米技术及设计（导读版）》特点：以材料设计（design）和应用为出发点，全面介绍纳米材料和纳米技术；有机结合纳米材料的理论和实际应用，二者相互促进；有所侧重，详细叙述了其他文献所包括一些专业性内容；适合与材料相关的工程和建筑专业的人员参考使用。