《Understanding Nanomaterials》书评
发布时间: 2025-06-12      来源: 图书馆    浏览次数: 10

《Understanding Nanomaterials》书评

材料科学与工程学院 吴泽鑫

 

概述

《Understanding Nanomaterials》中文译名为了解纳米材料,作者为Johal, Malkiat S和Lewis E.Johnson。本书为第二版,由美国CRC出版社于2018年出版。本书一共523页,包括10个章节。

 

图书的总体构架、体例及内容简介

本书包括:前言、作者简介、正文、词汇表和索引。

 

作者简介:Malkiat S.Johal是加利福尼亚州克莱蒙特市波莫纳学院的物理化学教授,发表了60多篇研究论文,负责教授物理化学、普通化学和软纳米材料等课程。Lewis E.Johnson是华盛顿大学西雅图分校的研究科学家。Lewis E.Johnson教授目前的研究包括设计和表征新的非线性光学染料和建模的形成和复杂的非晶体材料的结构等。

 

内容简介:

第1章 纳米科学简介

本章内容包括:纳米科学的研究范围、纳米科学教育的必要性、纳米尺度、维度的定义及其影响、自组装的概念、超分子科学和纳米科学信息来源。

 

第2章 热力学与纳米科学

本章内容包括:热力学术语、纳米材料的热力学特性、热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律、吉布斯能量状态函数、和物理与化学平衡。本章特别讨论了热力学的尺度效应,如温度的涨落、纳米材料密度和熔点随纳米粒子大小的变化。

 

第3章 纳米科学中的动力学和传输

本章内容包括:化学反应速率的基本概念、化学反应速率理论、简单机制建模、双分子结合动力学、溶液动力学和扩散控制。

 

第4章 纳米尺度下的量子效应

本章内容包括:纳米材料中的量子限域、量子力学基础概论、势箱中的限域电子、环和球体上的纳米级约束、振动和旋转的量子化和量子力学隧穿。

 

第5章 分子间相互作用和自组装

本章内容包括:各种分子间作用力、表面之间的静电力--双电层、聚集、和描述电子结构的简单模型。

 

第6章 纳米材料体相表征技术

本章内容:各种光谱方法、光散射方法和X射线光谱。

 

第7章 表面纳米科学基础

  本章内容包括:表面科学基础、吸附现象--自组装单层和表面活性剂化学。

 

第8章 表面表征和成像方法

  本章内容包括:表面张力法:表面张力仪、石英晶体微天平、椭圆偏振法、其他测量厚度和折射率的技术、表面敏感光谱法、非线性光谱法和纳米结构成像。

 

第9章 功能纳米材料简介

本章内容包括:纳米机器、电荷转移、励磁传输、量子点、纳米线、碳纳米管、石墨烯和纳米框架。

 

第10章 薄膜的制造、性能和应用

本章内容包括:朗缪尔-布洛杰特薄膜、聚电解质、模型磷脂双层的形成和表征、自组装单层、极化无定形薄膜、图案化、DNA和脂质微阵列和纳米级混合光子学。

 

二.图书撰写特点

1、阅读门槛适当,易于理解

本书在内容选取上避免了过多的数学推导,用比较易于理解的方式向读者展示公式的物理意义。但是,由于纳米材料科学基础学习的需要,本书中不可避免地涵盖了不少的公式。这要求读者具有基础的数学和物理知识。本书中所涉及的一些化学知识也要求读者具有基本的化学基础知识。但是,总的来说,作者用易于理解的方式介绍纳米材料科学,降低了本书的阅读门槛,满足初学者的阅读需求。

 

2、内容全面,重点偏向于纳米材料科学基础知识的介绍

本书内容全面,不仅涵盖了完整的基础知识如:热力学、动力学、量子力学、固态物理学、电气、机械和光学材料特性相关的基础物理化学知识等,而且包括了表征技术、纳米材料简介和薄膜制造等知识。本书的重点在于基础知识的介绍,在材料的设计、制造和应用方面涉及得较少。

 

3、合理的图书设计

笔者认为本书有很多独出心裁的设计。(1)章前和章后的设计:每章开始时的概论让读者初步了解本章主题,章后的习题和推荐读物有助于读者掌握章节内容和深入学习。(2)对于抽象知识的解释全面周到。纳米材料是比较抽象的知识。对于比较抽象的知识,作者用精美的图片进行介绍。对于抽象的数学公式,作者在公式下方进行了详细的解释,使得公式易于理解。

 

三.结语

综上所述,笔者认为Johal, Malkiat S和Lewis E.Johnson教授的这本《Understanding Nanomaterials》内容偏向于纳米材料科学基础知识。虽然本书研究内容门槛较高,但是作者利用合理的图书设计让本书可读性更高。总的来说,本书的阅读门槛是适当的,阅读者只需掌握基本的数学、物理和化学知识。通读本书,读者可以对纳米材料的基础知识有一个比较全面的了解。因此,我认为这本教材适合但不限于材料、物理等相关学科的高年级大学生和相关研究者了解学习。

 

 

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