纳米化学纳米材料的化学途径 原书第二版

纳米化学纳米材料的化学途径 原书第二版
作　者： （加）厄津（Ozin G. A.）等著； 陈铁红 译
出版时间： 2014
丛编项： 纳米科学与技术
内容简介
本书是纳米化学领域的首部教科书，论述了纳米材料制备的化学策略以及材料自组装的原理。主要内容包括纳米化学原理、化学图案与软印刷技术、层层自组装、纳米材料的制备及组装、胶体晶体、微孔与介孔材料的自组装合成、嵌段共聚物的自组装、生物材料及仿生合成等方面的内容。
本书可作为高等院校化学、材料、物理、纳米科学等专业本科生和研究生的参考教材，也可供从事纳米科学与技术相关的科技工作者参考。
目录
中文版序
译者序
序
第二版前言去而复归
前言从纳米开始
本书的目的
本书的结构
讲授（纳米）材料
学习（纳米）材料
探求（纳米）材料
致谢
思考题关于纳米化学、纳米科学、纳米技术和纳米安全
第1章纳米化学基础
11植根于材料化学的纳米化学
12材料和纳米材料的合成
13材料自组装
14宇宙大爆炸
15“纳米”的意义何在？
16纳米材料的大或小
17纳米尺度下的量子力学
18什么是纳米化学？
19分子自组装与材料自组装
110什么是多级组装？
111引导的自组装
112超分子的视角
113自组装材料的族谱
114通向多孔固体材料
115向生物矿物学习——形貌即功能
116你能让晶体弯曲吗？
117无处不在的图案
118天然形态的人工合成
119材料的二维组装
120自组装单层膜与软印刷技术
121巧妙的团簇
122纳米线的前景
123操纵胶体
124介观尺度自组装
125集成体系的材料自组装
参考文献
思考题关于材料化学、纳米化学、自组装材料的族谱、材料自组装和
尺度
第2章化学图案化与软印刷
21针尖上的主祷文
22软印刷技术
23什么是自组装单层膜？
24软印刷技术的科学与艺术
25表面润湿性能的图案化
26凝聚形成的图形
27微透镜阵列
28纳米环的阵列
29自组装单层膜的集成
210固体表面的图案化
211印刷高分子
212超越分子——薄膜的转移印刷
213活细菌的接触印刷
214自组装单层膜的电接触
215自组装单层膜上的晶体工程
216学习自然界的生物晶体工程学
217湿的印章——奇妙的Liesegang环收缩
218湿刻图案
219胶体微球图案
220自组装单层膜上图案化的蛋白石阵列
221可变换功能基团的自组装单层膜
222通过光催化进行图案化
223可逆的自组装单层膜开关
224电润湿开关
225可调节表面形态的PDMS——可变形的模子
226“甜”的芯片
227横向剪切的图案印刷
228纳米剖层
229单孔道分辨率的氧化铝纳米孔道图案
参考文献
思考题关于软印刷、自组装单层膜和图案化
第3章层层自组装
31一次组装一层
32静电超晶格
33有机聚电解质多层结构
34层层智能窗
35厚度多少才算薄？
36组装金属有机聚合物
37聚电解质多层膜的直接成像
38聚电解质胶体多层膜
39具有组成分布的层层自组装膜
310层层自组装微机电系统
311捕获活性蛋白
312负载蛋白的多孔多层膜
313弯曲表面上的层层组装
314微晶体的包裹——聚电解质涂层的结晶药物释放系统
315用作药物运输的可降解层层自组装膜
316纳米气泡——新一代的超声造影剂
317取向分子筛膜的晶体工程
318有序的沸石多晶体阵列
319交联的晶体阵列
320多层布拉格堆叠中可调变的结构颜色
321二维层层组装的结构颜色
322拓扑复杂结构的多层化
323图案化的多层膜
324非静电的层层自组装
325低压制备多层膜
326层层自受限反应
参考文献
思考题单层膜、多层膜、材料平面的设计
第4章纳米接触印刷和蘸写——印章和笔尖
41100nm以下的软印刷技术
42微接触印刷的延伸
43加压印刷
44缺陷图案化——拓扑引导的刻蚀
4550nm以下的纳米接触印刷
46纳米接触印写——蘸笔纳米印刷（DPN）
47硅表面上的DPN技术
48玻璃上的DPN技术
49半导体纳米线上的纳米印写
410溶胶凝胶的DPN技术
411硬磁体上的软图案技术
412分子识别的印写
413蛋白质识别纳米结构的DPN技术
414DPN阵列技术检测HIV病毒
415生物构造的图案化
416噬性图案——酶的DPN技术
417静电DPN技术
418电化学DPN技术
419纳米电化学扫描探针显微镜
420超越DPN技术——电消减制备纳米结构
421纳米电纺纤维
422有机发光二极管针尖——具有纳米尺度扫描探头光源的
原子力显微镜
423热的针尖——DPN烙铁
424结合纳米和DPN技术的组合数据库
42550000个针尖环绕
426纳米记事簿
427基于PDMS印章的纳米尺度图案——DPN方式
428扫描探针接触印刷
429蘸笔纳米印刷的印章针尖
430两种技术的平衡
431纳米妖怪已经出瓶
参考文献
思考题更精细的化学图案工具
第5章纳米棒、纳米管和纳米线的自组装
51结构单元的组装
52模板法制备纳米线
53直径可控的金纳米棒
54组成可调的纳米棒
55条码纳米棒的正交自组装
56纳米盘编码
57表面增强拉曼光谱
58自组装纳米棒
59磁性纳米棒束
510磁性纳米棒与磁性纳米簇
511吸引生物分子
512多级有序纳米棒
513纳米棒器件
514用具有纳米孔道的模板制备纳米管
515由纳米棒层层沉积制备纳米管
516单晶半导体纳米线的合成
517气液固相纳米线合成
518纳米线取向生长的控制因素
519等离子体与催化的结合
520纳米线的量子尺寸效应
521单一来源的前驱体
522超临界流体——液态固态合成
523超细纳米线——纳米热电学
524多种组成和构型的纳米线
525纳米针
526操控纳米线
527膜泡中的纳米管和纳米线
528交叉的半导体纳米线——最小的发光二极管
529纳米线二极管和晶体管
530纳米线传感器
531纳米线催化电子器件
532纳米线异质结构
533纵向超晶格纳米线
534纳米离子学：纳米棒的离子交换
535同轴纳米线异质结构
536分支纳米线
537同轴门控纳米线晶体管
538垂直纳米线场效应晶体管
539集成金属半导体纳米线——纳米级电触点
540光子驱动纳米线激光
541电驱动纳米线激光
542紫外纳米线探测器
543复合纳米线
544用纳米线制备单晶纳米管
545纳米线的溶液相合成
546纺丝纳米线器件
547电纺丝法制备空心纳米纤维
548碳纳米管
549碳纳米管的结构和电学性质
550弹道传输
551碳纳米管纳米力学
552碳纳米管化学
553排成一行的碳纳米管
554碳纳米管光子晶体
555随心所欲地放置碳纳米管
556挑战纳米线间隙
557集成纳米线的纳米电子器件
558硅纳米线太阳能电池——自供电的纳米电子设备
559透明纳米电子电路
560压电式纳米线发电机
561碳纳米管无线电接收器
562硅纳米线纳米机电系统：高频谐振器和超高灵敏度质量监测系统
563记忆犹新的纳米线
564长篇大论之后的一点思考
参考文献
思考题线、棒、管、低维度
第6章纳米晶体的合成与自组装
61结构单元的组装
62纳米晶体、纳米簇还是纳米颗粒？
63包覆半导体纳米晶体的合成
64纳米晶体箱中的电子和空穴
65纳米团簇相变
66观测纳米晶体的生长
67纳米烧杯中的纳米晶体
68包覆的金纳米晶体——纳米淘金潮
69硫醇配体包覆金纳米簇的单晶X射线衍射结构
610烷基硫醇包覆金纳米簇的检测
611包覆纳米晶体的分类
612纳米晶体的研究热潮
613包覆纳米晶体的结构和形貌
614烷基硫醇包覆银纳米晶体超晶格
615活性表面等离子体——可调的银纳米晶体超晶格
616纳米晶体组成的晶体
617导电的纳米晶体超晶格
618纳米协同效应
619如果你不喜欢有机物
620二元纳米晶体超晶格
621包覆磁性纳米晶体超晶格——高密度数据存储材料
622包覆纳米晶体的软印刷
623利用蒸发组织纳米晶体
624纳米“漏斗”底部的宝贝
625电致发光半导体纳米晶体
626全彩纳米晶体聚合物复合材料
627轻触纳米晶体开关
628光致变色的金属纳米晶体
629水溶性纳米晶体
630生物分子与包覆半导体纳米晶体
631用于癌症治疗的热纳米棒
632纳米金颜色的来源
633纳米晶体DNA传感器——精益求精
634识别指纹的纳米晶体
635DNA金联合探测汞
636纳米晶体半导体合金及其拓展
637核壳磁性合金纳米晶体
638纳米晶体的孔洞
639半导体纳米晶体的延伸和拓展
640无机树枝状结构
641超支化纳米晶体
642纳米金末端——纳米棒的接触
643纳米晶体二聚体、异质二聚体、异质三聚体和链的设计组装
644碳纳米团簇——巴基球
645用C60构筑纳米器件
646用C60进行碳催化
参考文献
思考题纳米晶体、量子点、量子尺度效应
第7章微球——来自烧杯的颜色
71自然界的光子晶体
72光子晶体
73光子学中的半导体
74缺陷，缺陷，还是缺陷
75用光来计算
76颜色调节
77将自然界的光子晶体技术用于实验室
78微球结构单元
79二氧化硅微球
710聚合物微球
711多层微球
712微球合成和微流体反应器中的微气泡产生
713图案化的微球——内部和外部
714微球自组装基础
715微球自组装——晶体和薄膜
716胶体晶体流体
717超越微球的面心立方堆积
718模板——限域作用和外延生长
719展开多彩的蛋白石地毯
720光子晶体球
721有识别能力的胶体晶体
722光子晶体纤维
723胶体晶体的光学性质——BraggSnell定律
724胶体晶体的基本光学性质
725如何才称得上完美
726开裂的矛盾
727合成完全光子带隙
728从介电微球牢笼里逃出——单分散金属微球的自下而上和自上而下合成
729写出缺陷
730智能化的平面缺陷
731更聪明的平面缺陷
732基于光的光开关
733热致变色胶体光子晶体开关
734液晶光子晶体
735内部的光源
736光子墨水
737全色光子晶体显示
738弹性光子晶体——彩色指纹提取与防伪
739磁调制的光子晶体——磁性液体颜色
740电场调制颜色的胶体晶体
741颜色振荡
742光子晶体传感器
743胶体晶体色谱
744穿过胶体晶体的高分子
745快速路上的慢光子
746增强的和方向依赖的光催化
747在硅太阳能电池中增强光电导率
748光子晶体加密
749美杜莎化学——石头的蝴蝶
750凝视光子晶体
参考文献
思考题胶体组装、胶体晶体、胶体晶体器件、结构颜色
第8章软结构单元构筑的微孔和介孔材料
81逃离沸石的囚笼
82多孔材料的元素组成
83微孔材料的模块自组装
84储氢配合物多孔材料
85结晶共价有机骨架材料
86微孔材料的总结与展望
87介观尺度软结构单元
88介观生长——界面和介观外延
89介观生长和拓扑缺陷
810介观生长——胶束还是液晶模板
811介观尺度的蛋白石结构
812设计介孔材料
813尺度调整
814介观结构与维度
815阳极氧化铝多孔膜中的介孔取向
816制备垂直取向的介孔孔道
817垂直取向介观孔道的其他方法
818电化学辅助组装垂直孔道的有序介孔二氧化硅薄膜
819介观形貌——球或其他形状
820有望用于高效液相色谱的有序介孔有机硅材料
821介观形貌——曲面形貌的可控合成
822介观形貌——手性介孔二氧化硅
823介观形貌——图案化薄膜，软印刷和微模塑形
824介观组成——前驱体的性质
825介孔孔壁的功能化
826骨架中的有机基团
827一步法合成介孔结构酚醛树脂材料和复制碳结构
828介孔复制
829有序介孔二氧化硅形貌的复制
830介观结构
831有序介孔二氧化硅中的近结晶孔壁
832介孔中的客体
833介孔二氧化硅纳米粒子用于智能药物缓释
834穿越不可透过膜
835包覆纳米晶体
836在介孔二氧化硅中标记时间——光学存储的新途径
837有序介孔二氧化硅——聚合物杂化材料
838介观化学——中间尺度上的材料合成
参考文献
思考题模板、前驱体、孔材料
第9章嵌段共聚物的自组装
91纳米化学中无处不在的聚合物
92嵌段共聚物自组装
93组装无机聚合物
94嵌段多肽
95嵌段共聚物的生物工厂
96嵌段共聚物薄膜
97电致有序
98嵌段共聚物的空间受限
99嵌段共聚物的三维空间受限
910纳米外延
911胶束制备
912活性嵌段共聚物产生的活性柱状胶束
913通过嵌段共聚物胶束的层层自组装构筑纳米孔抗反射涂层
914超分子组装
915超分子蘑菇结构
916来自光波尺度嵌段共聚物的结构颜色
917一维嵌段共聚物空间受限——多级布拉格反射镜
918颜色可调的嵌段共聚物凝胶布拉格反射镜
919驾驭刚性棒
920纳米结构陶瓷
921纳米单体
922嵌段共聚物刻蚀
923装饰嵌段共聚物
924嵌段共聚物的润湿性
925嵌段共聚物中的纳米线
参考文献
思考题嵌段共聚物自组装纳米结构
第10章生物材料与生物启示
101捷足先登的大自然
102模仿还是应用？
103真假化石
104大自然的雕塑作品
105从古到今的合成形态学
106仿生学
107材料设计的生物启示
108生物矿化和仿生模拟
109形态合成——复杂形貌的无机材料
1010形态合成——棘皮动物与嵌段共聚物
1011磷酸铝的形貌
1012化学合成的人工骨骼
1013矿化纳米纤维
1014蚊眼仿生——合成抗雾表面
1015生物启发——化学驱动的纳米棒电动机
1016生物启发——向自然学习
1017生物启发——病毒外壳引导的纳米簇合成
1018生物材料——借助自然
1019闪金光的病毒
1020核酸引导的纳米簇组装
1021DNA编码的纳米簇链
1022用DNA构筑材料
1023用你的DNA画一个笑脸
1024细菌引导的材料自组装
1025借助病毒的组装
1026磁性蛛丝
1027用作掩模的S层蛋白
1028自上而下制备的光子晶体
1029生命形态的聚合物
1030选择性的表面结合
1031纳米线的进化
1032生物分子马达——随处可见的纳米机器
1033生物马达是如何工作的
1034行走的驱动蛋白
1035以肌肉为动力的纳米机器
1036细菌动力
1037ATP酶——生物马达纳米螺旋桨
1038来自生物的启示
参考文献
思考题有机质、生物矿化、仿生、生物启发
第11章大尺度结构单元的自组装
111超微米结构的自组装
112基于毛细作用的自组装
113大尺度多面体结构单元的“结晶”
114二维和三维电路和器件的自组装
115微米尺度平面结构单元的“结晶”
116带有图案化表面多面体的自构筑
117大尺度球形结构单元自组装成三维“晶体”
118合成的微机电系统？
119接触带电——带电球的有序排列
1110磁性自组装
1111动态自组装
1112自主的自组装
1113自组装与合成生命
参考文献
思考题静态和动态，毛细作用，形状组装
第12章纳米及纳米之外
121自组装的未来
122微流体
123单纳米线太阳能电池
124可拉伸硅
125用金来抑制HIV
126变脸的纳米立方体
127纳米矿物质
128纳米火箭
129空心纳米结构
1210在纳米尺度上输运
1211用3D黏墨书写
1212纳米线掩模
1213液体激光器
1214用纳米线和纳米晶体修复
1215通过DNA组装纳米晶体
1216石墨烯——电子学的王子？
1217自愈合材料
1218多铁性材料
1219材料的逆组装
1220更重要的——“下一代”材料
参考文献
思考题纳米集萃
第13章纳米化学实验室
131荧光纳米环阵列
132铁磁性纳米晶体阵列
133沸石膜
134电致变色的装置
135尺度减小的软印刷
136条码磁性纳米棒的自组装
137碳纳米管场发射显示器
138光导硒纳米线
139金属胶体
1310金属非金属转变
1311量子点的近红外发射
1312纳米烧杯中的纳米晶体
1313胶体光子晶体的指纹识别
1314胶态晶体的毛细管柱
1315低介电常数薄膜
1316嵌段共聚物蚀刻
1317病毒引导的矿化
1318生物材料模板
1319宏观尺度自组装
1320胶体晶体的形状
附录A“自组装”一词的起源
参考文献
附录B纳米化学的起源
参考文献
附录C纳米粒子的细胞毒性
参考文献
索引717