《Introduction to Nanotechnology》书评

材料科学与工程学院 吴泽鑫

概述

《Introduction to Nanotechnology》中文译名为纳米技术导论，作者为Massimo Bertino。Massimo Bertino教授是美国弗吉尼亚联邦大学纳米材料表征中心的主任，发表了100多篇同行评议的出版物、3个书籍章节和5项专利。本书由世界科学出版社于2022年首次出版。本书一共235页，包括8个章节。

图书的总体构架、体例及内容简介

本书包括：序言、正文、索引。

序言：在序言中，作者讲述了自己的编书思路、特色和适用学生。 

内容简介：

第一章 “微不足道”的纳米尺寸效应

本章节共七个小节：表面积和面积/体积比、纳米颗粒中的原子数、纳米粒子的熔点下降现象与原因、纳米粒子的晶格收缩、热导下降(Knudsen效应)、纳米粒子的超溶现象和量子点。

第二章 表征技术

本章共五个小节。第一节介绍了描述晶体结构的几个基本概念，如正格子、倒易格子、倒易空间、晶面、米勒指数、布拉格衍射等基本概念，以及x射线衍射的原理及应用。第二至五节介绍了纳米粒子的形貌表征技术，包括小角度散射技术、电子显微技术、扫描隧道电镜和原子力显微镜。最后一节介绍了纳米化学组成的时间飞行质谱法。

第三章 纳米技术的核心：原子团簇

本章共四个小节。第一节从介绍了一种弱束缚的稀有气体纳米团簇。第二节讨论了结合紧密的自由电子金属原子团簇，利用凝胶模型解释了团簇原子数的魔数值。第三节介绍了非凝胶模型团簇。第四节介绍了团簇组装而成的纳米材料。

第四章表面等离子体激元

本章共八个小节。第一节介绍了力学共振。第二节介绍了自由电子金属中的共振现象。第三节以Maxwell方程为基础讨论了电磁场与固体的相互作用。第四节通过电磁场作用下的电子振荡运动，导出了固体材料的介电常数和阻尼表达式以及等离子体频率。第五节介绍了纳米颗粒中的等离子激元和光学吸收。第六节介绍了非常小的纳米粒子的光学性质。第七节介绍了表面等离子体激元和光学吸收。第八节介绍了利用等离子体激元突破衍射极限。

第五章磁性

本章共四个小节。磁性包括：顺磁性、铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性。第一节介绍了产生磁性的机理。第二节介绍了畴的形成。第三节介绍了纳米材料的磁性特性包括：单畴纳米粒子、超顺磁性、超顺磁性的尺寸依赖性、磁体磁能积的增加。第四节介绍了原子簇的磁性特性。

第六章催化作用

本章共三个小节。第一节介绍了各种表面结构包括：平整表面结构、阶梯形表面结构、表面重构。第二节介绍了表面化学反应过程并推导了吸收等温线的公式。第三节介绍了几种表面反应的模型包括：选择加氢反应、加氢脱硫反应、氧化铈载体。

第七章光子晶体

光子晶体是指介电函数具有周期性的结构单元的组织。本章共四个小节。第一节为基本理论，从Maxwell方程出发导出了光子晶体的能带结构。第二节介绍了一维光子晶体，包括：简单模型、多层电介质模型、群速度、慢光、空腔。第三节介绍了二维和三维光子晶体。第四节介绍了光子晶体加工技术：微加工技术、全息技术、脉冲激光技术和蛋白石加工技术。

第八章 导电聚合物及其应用

本章共五个小节。第一节介绍了导电聚合物的概念与导电机理等。第二节介绍了导电聚合物的电致变色效应。第三、四、五节分别介绍了导电聚合物的应用：传感器、发光二极管、光伏。其中第五节对导电聚合物的光伏原理进行了重点介绍。

二．图书撰写特点

1 注重公式推导与理论知识

    本书中出现了大量的公式推导过程与数学模型。在推导过程中，作者详细地解释了基本假设与公式中出现的符号的定义。公式推导过程井井有条，比较严谨，基本没有出现跳步现象，让读者能够容易读懂。全书中大部分内容围绕理论层面展开，更多地谈及现象、机理和数学模型等，较少地涉及到应用知识。

2 由面到点地深入学习

本书作者的编书逻辑是由面到点。在介绍纳米材料的各种特性时，作者先介绍该特性的基本特点和机理，最后再突出介绍该特性在纳米材料中的表现。通过这样的方法可以让读者对该一特性先有总结性的了解，再突出纳米技术的特别之处让读者有更深刻的认识。

3 书中运用了大量的插图

    公式推导和数学模型是比较枯燥的，作者加入了较多的插图让数学模型可视化，提高了本书的可读性。

三．结语

综上所述，笔者认为Massimo Bertino教授的这本《introduction to nanotechnology》在内容的编排方面比较注重基础理论的介绍，编书逻辑是由广泛到深刻的。阅读此书能让人对纳米技术有基本的了解，而且本书的深入程度不大、阅读门槛不高。因此，我认为这本教材适合但不仅限于材料、物理等相关学科的大学生和相关研究者了解学习。

馆藏索书号：TB383/B544，馆藏地址：-五山校区-外文图书区（外教中心）

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