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智能材料——科技改变未来

智能材料——科技改变未来

  • 作者
  • 由伟编著

本书介绍典型的智能材料,包括形状记忆材料、自清洁材料、自修复材料、阻燃材料、智能调温材料、智能调湿材料、变色材料、控释材料、释电材料等。本书兼具科学性和趣味性,结合很多身边的实例,让读者了解智能材料的特点、应用和未来的发展前景。书中充满了科学家的奇思妙想,有的令人拍案叫绝,相信读者在阅读本书后,一定会折服于科技的力量、创新的力量,会感叹“创意无限”“学无止境...


  • ¥88.00

ISBN: 978-7-122-36288-9

版次: 1

出版时间: 2020-08-01

图书介绍

ISBN:978-7-122-36288-9

语种:汉文

开本:16

出版时间:2020-08-01

装帧:平

页数:352

编辑推荐

智慧点亮生活。在各种智能器件当中,智能材料无疑发挥了极为重要的作用。它可以轻松实现光电转换、吸湿透气、智能恒温、缓释药物、靶向药品、清洁建筑等功能。 本书介绍各类智能材料的功能原理和进展,适宜从事新材料研发和智能制造的技术人员参考。

作者简介

由伟,河北科技大学,材料系主任,副教授,毕业于西安交通大学材料系,获得学士、硕士学位,清华大学材料系,获得博士学位,从事材料科学与工程专业的教学和科研工作。目前取得10项发明专利、2项实用新型专利,发表50余篇学术论文,获得中国煤炭工业协会专利奖、河北省煤炭工业协会科技进步奖等奖励。

精彩书摘

本书介绍典型的智能材料,包括形状记忆材料、自清洁材料、自修复材料、阻燃材料、智能调温材料、智能调湿材料、变色材料、控释材料、释电材料等。本书兼具科学性和趣味性,结合很多身边的实例,让读者了解智能材料的特点、应用和未来的发展前景。书中充满了科学家的奇思妙想,有的令人拍案叫绝,相信读者在阅读本书后,一定会折服于科技的力量、创新的力量,会感叹“创意无限”“学无止境”! 本书适宜中学生、大学生等读者阅读参考。

目录

第一章智能材料概述001
第一节概念和特征002
一、智能材料的概念002
二、智能材料的特征003
第二节智能材料的起源和发展004
第三节智能材料的功能006
一、感知功能006
二、信息处理功能006
三、反馈功能006
四、响应功能006
第四节智能材料的分类007
一、按化学成分007
二、按性质或功能007
三、按几何特征008
四、按具体产品008
第五节智能材料的应用领域008
一、航空航天008
二、军事009
三、医疗与健康010
四、建筑010
五、智能电视011
六、智能手机011
七、智能服装011
第六节智能材料的研究内容012
一、化学成分设计012
二、显微结构设计013
三、加工工艺013
四、系统集成014
第七节发展前景——智能时代的需要014
一、对材料科学的作用015
二、对其他学科的作用015
三、在产业界的应用016
四、深层次的启示017
五、未来的研究方向017

第二章能屈能伸的“大丈夫”——形状记忆材料019
第一节概述020
一、概念020
二、起源和发展史020
三、应用021
第二节形状记忆效应022
一、原理022
二、影响因素027
三、类型028
四、性能029
第三节形状记忆合金031
一、镉系031
二、钛-镍系031
三、铜系032
四、铁系033
五、应用领域033
第四节形状记忆陶瓷042
一、机理042
二、种类042
三、性能043
四、应用044
第五节形状记忆高分子材料044
一、机理044
二、刺激方式045
三、类型045
四、特点046
五、应用047
第六节发展趋势048
一、形状记忆合金049
二、形状记忆陶瓷049
三、形状记忆高分子049
四、与其他技术的融合050

第三章有“洁癖”的材料——自清洁材料051
第一节概述052
一、概念052
二、起源052
三、应用前景053
第二节自清洁材料的原理056
一、“疏水”材料056
二、“亲水”材料057
三、润湿现象057
四、自清洁材料的研制思路058
第三节疏水型自清洁材料060
一、“不粘锅”的启示060
二、疏水性自清洁材料062
三、加工工艺063
四、作用064
五、现存的问题065
第四节亲水型自清洁材料065
一、概念065
二、纳米TiO2自清洁材料066
三、制备方法068
四、现存的问题072
五、细胞膜里的亲水性材料073
第五节具有微米-纳米结构粗糙表面的自清洁材料075
一、对荷叶表面结构的研究075
二、对水黾的研究077
三、对其他生物体的研究079
第六节发展趋势082
一、研制“微米-纳米”表面结构的自清洁材料083
二、“低表面能+粗糙结构”的疏水材料085
三、应用086
四、现存的问题和发展方向087

第四章能自我疗伤的材料——自修复材料090
第一节概述092
一、概念092
二、原理093
三、类型094
四、应用095
第二节高分子自修复材料099
一、微胶囊自修复材料100
二、中空纤维自修复材料103
三、中空纤维网络自修复材料104
四、可逆化学反应自修复材料105
五、氢键自修复材料107
六、形状记忆自修复材料108
七、外激励型自修复材料109
八、溶剂型自修复材料110
九、凝胶型自修复材料110
十、低温自修复材料112
第三节自修复混凝土113
一、空心纤维自修复混凝土114
二、自修复混凝土涂层114
三、多功能自修复混凝土115
四、形状记忆合金自修复混凝土116
五、细菌自修复混凝土117
第四节金属自修复材料120
一、金属磨损自修复材料120
二、氧化还原反应自修复涂层122
三、“老茧”型自修复材料125

第五章身边的“辟火罩”——阻燃材料127
第一节概述129
一、概念129
二、原理130
三、种类131
四、用途132
第二节有机阻燃剂133
一、卤素阻燃剂133
二、无卤阻燃剂137
第三节无机阻燃剂141
一、氢氧化铝阻燃剂141
二、氢氧化镁阻燃剂143
三、无机磷系阻燃剂144
四、水合硼酸锌146
五、三氧化二锑148
六、其他无机阻燃剂149
第四节新型阻燃材料154
一、纳米阻燃剂154
二、石墨烯阻燃剂158
三、碳纳米管阻燃剂160
四、富勒烯阻燃剂162

第六章“空调”服装——智能调温材料164
第一节概述165
一、概念165
二、原理166
三、种类170
四、应用171
五、性能175
第二节化学成分176
一、石蜡176
二、无机材料177
三、固-固相变材料178
第三节微胶囊调温材料180
一、原理180
二、起源181
三、制造方法181
四、微胶囊的制造182
五、应用185
第四节其他调温材料193
一、中空纤维调温材料193
二、共混式调温材料194
三、涂层型调温材料194
四、多孔调温材料195
第五节新型调温材料196
一、会“呼吸”的衣服196
二、形状记忆调温材料196
三、带“窗户”的衣服197
四、用细菌制造的衣服198
第六节发展趋势199
一、面临的问题199
二、潜在的应用201

第七章智能调湿材料203
第一节概述204
一、概念204
二、种类205
三、应用206
第二节多孔型调湿材料207
一、硅胶207
二、硅藻土208
三、沸石210
四、其他矿物211
第三节生物质调湿材料211
一、海绵211
二、棉花213
三、应用216
四、吸湿原理217
第四节表面活性剂调湿材料221
一、表面活性剂是什么221
二、表面活性剂的种类221
三、表面活性剂的结构222
四、表面活性剂调湿材料223
第五节无机盐调湿材料224
一、水玻璃224
二、氯化钙225
三、氧化钙227
第六节高吸水性树脂228
第七节分子筛230
一、层状沸石230
二、Co-OMS-2分子筛230
三、ZSM-5沸石分子筛231
四、MCM系列分子筛231
五、硅铝胶232
第八节水凝胶233
第九节天然保湿因子234
第十节发展趋势236
一、进一步提高吸湿效能237
二、改进放湿效能237
三、湿度的控制237
四、仿生技术的应用237
五、新型调湿材料的开发238
六、其他238

第八章变色材料和“隐身衣”239
第一节概述240
一、概念240
二、原理241
三、分类242
四、应用243
第二节光致变色材料246
一、概念246
二、原理246
三、特征249
四、种类250
第三节隐身衣260
一、飞机的“隐身衣”——吸波材料260
二、“摄像机”式隐身衣261
三、让光线“拐弯”的隐身衣262
四、变色龙和隐身衣264
第四节电致变色材料266
一、概念266
二、发展历史266
三、类型267
四、应用271
第五节发展趋势272

第九章聪明的药片——控释材料275
第一节概述276
一、概念276
二、功能276
三、特点277
四、类型279
五、应用领域280
第二节控释材料的原理280
一、物理控制280
二、化学控制281
三、复合法283
四、溶剂控制283
第三节控释材料的结构设计284
一、包膜型结构285
二、微球型结构287
三、骨架型结构288
四、凝胶型结构290
第四节控释材料的载体290
一、羟丙基纤维素291
二、卡波姆(Carbopol)291
三、聚乙烯吡咯烷酮292
四、丝素蛋白293
五、白蛋白294
六、环糊精295
七、其他薄膜材料296
八、其他骨架材料296
九、抑制剂297
第五节“更”聪明的药片297
一、智能脉冲式控释材料297
二、温度敏感型智能控释材料300
三、酸度敏感型智能控释材料303
四、光敏感型智能控释材料304
五、电刺激型智能控释材料305
六、磁场敏感型智能控释材料306
七、化学成分敏感型智能控释材料307
八、其他材料309

第十章永不充电的手机——释电材料311
第一节会发电的鱼312
第二节“永动”手表314
一、双狮表314
二、光动能手表315
第三节压电材料316
一、概念316
二、压电效应316
三、种类319
四、应用320
第四节热电材料327
一、概念327
二、塞贝克效应328
三、珀尔帖效应332
第五节热释电材料334
一、概念334
二、应用335
第六节光电材料338
一、概念338
二、外光电效应338
三、光电导效应340
四、光生伏特效应344
第七节发展趋势345
一、电荷的释放量345
二、释电的灵敏度346
三、开发新型的材料体系346

参考文献347

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