《Gels and Other Soft Amorphous Solids》书评

华南理工大学化学与化工学院 孙志红

一、概述

《Gels and Other Soft Amorphous Solids》由美国化学学会出版于2018年，作者为Ferenc Horkay，Jack F. Douglas和Emanuela Del Gado教授。本书系统介绍了凝胶和其他软物质的设计、制备及应用，可供化学、材料、生物和医药领域的研究人员参考。

二、内容简介

本书系统全面地介绍了凝胶科学的最新研究进展，包括聚合物凝胶和低分子量凝胶的性能及其在各个方向的应用。本书总共分为18章，具体研究内容如下：

第1章 聚合物凝胶：基本原理，挑战和前景

本章简述了凝胶的分类及结构特性，并对聚合物凝胶的研究现状及应用前景做了简要介绍。

第2章 聚电解质溶液的竞争溶剂效应

本章基于同时包含离子和显式溶剂的分子动力学模拟，研究了孤立聚电解质链的构象结构和平衡离子分布，并特别关注了平衡离子对聚电解质段的亲和力以及链构象特性的影响。

第3章 计算驱动设计具有类组织机械特性的软物质

本章主要介绍了几种模拟聚合物网络和凝胶的理论模型，该模型能很好地描述网状结构的机械性能与结构的关系。

第4章 聚合物溶液和凝胶的探针扩散动态光散射

本章主要介绍了一种表征聚合物溶液和凝胶的技术——探针动态光散射。该技术可实现传统离线测试和在线测试，可以在成胶点附近获得结构和动态信息。

第5章 蚕丝纤维素和聚（N - 乙烯基己内酰胺）生物仿生水凝胶的纳米结构演化：小角中子散射研究

本章主要介绍了通过小角中子散射（SANS）研究蚕丝纤维素和聚（正乙烯基己内酰胺）水凝胶的纳米结构。

第6章 建立聚合物薄膜模型测量受限膨胀网络的结构和动力学特性

本章首先介绍了通过X-射线反射研究致密和超薄聚合物薄膜暴露于溶剂蒸汽时的结构和动力学，然后介绍了通过各种实验方法描述和理解薄膜网状结构和膨胀行为，进而加深对聚合物薄膜结构与性能关系的理解。

第7章 溶剂质量和单体水溶性对软纳米粒子形态的影响

本章通过小角中子散射技术研究了表面活性剂浓度和单体水溶性对纳米粒子的拓扑结构、尺寸和分散性的影响。

第8章 β-发夹肽水凝胶的设计与应用

本章对β-发夹肽水凝胶研究的历史起源、发展以及治疗递送和细胞培养等方向的应用进行了综述。

第9章 三嵌段共聚物凝胶在中间嵌段选择性溶剂中的自组装和力学性能

为了解释凝胶结构与机械性能的关系，本章选取了三嵌段共聚物凝胶并研究了其在中间嵌段选择性溶剂中的组装行为，并通过流变测试研究凝胶的力学性能。

第10章 无序纤维网络的力学原理

本章主要介绍了无序纤维网络的原理，提出中心力均衡点的概念，即在忽略纤维弯曲刚度的极限情况下，纤维网络处于机械不稳定的边缘。连通性低于该点的网络在变形时以弯曲为主，而连通性高于该点的网络则以拉伸为主。借助这个概念，作者解释了纤维网络的线性弹性相图、非线性弹性状态下的硬化以及纤维网络的断裂过程。

第11章 软凝胶的弹性松弛和变形响应

本章采用微观模型的三维数值计算来研究热波动和弹性松弛之间的竞争，凝胶老化以及网络拓扑结构如何从根本上决定剪切作用下的非线性响应。

第12章 低分子量(R)-12-羟基硬脂酸衍生物分子凝胶的结构-性能比较和自组装研究

本章主要介绍了基于(R)-12-羟基硬脂酸的酰胺和酰肼衍生物凝胶的自组装及其构效关系。

第13章 相行为对理解结晶小分子/聚合物凝胶结构-性能关系的重要性

设计小分子有机凝胶依然充满挑战，原因在于成胶过程与结晶和组装的动力学和热力学密切相关。本章通过有机小分子凝胶和聚合物凝胶的实例说明相行为对理解凝胶的性质至关重要。

第14章 用纳米压痕方法评估表面特征难以辨认的异质生物组织的力学性能

本章选择小鼠软组织作为异质生物组织，通过纳米压痕法研究了其在纳米尺度下的力学性能和表面缺陷特征。

第15章 用于清洁艺术品的凝胶

本章介绍了几种可用于清洁艺术品的凝胶，这类凝胶的特性在于具有很高的粘弹性和回弹性。

第16章 聚合物纳米颗粒在药物传递中的应用

本章介绍了几种可用于药物递送并具有低毒性的聚合物纳米载体，包括生物可降解聚合物、两亲共聚物和形成单分子胶束的聚合物。

第17章 利用聚合物科学改善混凝土：高碱性环境中的超吸收聚合物水凝胶

本章描述了聚电解质水凝胶颗粒与碱性水泥基混合物之间的相互作用，并指出水凝胶颗粒的化学成分和形态对膨胀行为和内部固化性能有显著影响。

第18章 水泥水合物中的异质性

本章通过粗粒度模型将介观尺度结构和水泥水合物的残余局部特征应力导致的机械异质性相关联，用以研究颗粒相互作用。

三、编写特点

    本书的编纂特点在于其将近年来关于凝胶特别是聚合物凝胶的研究进展，包括纤维网状结构、力学性能、构效关系及应用，进行整合编纂，整理成册。本书涵盖的内容广泛，学科跨度大，文献时效性强，对于从事软物质、生物材料和凝胶材料的科研人员开拓视野和激发研究兴趣大有助益。

本馆馆藏索书号：O469/G321，馆藏地：五山校区-外文图书区