现代化学专著系列 超分子层状结构：组装与功能 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

内容简介

　　超分子化学是关于分子聚集体与分子间相互作用的化学，它与其他学科交叉融合形成超分子科学，被认为是21世纪新概念和高技术的一个重要源头。
　　《现代化学专著系列 超分子层状结构：组装与功能》集沈家骢院士研究集体及合作者近10年的科研积累，详细介绍了超分子结构与功能这一交叉前沿领域的研究成果及发展趋势。内容包括一维、二维及三维层状组装技术，界面组装与表面图案化，无机／有机纳米复合体，新型超分子构筑基元，分子间相互作用的单分子力谱研究等。
　　《现代化学专著系列 超分子层状结构：组装与功能》可供从事超分子化学、材料科学、纳米科学、胶体与界面化学、高分子化学与物理和生命科学等领域的科研人员及研究生阅读、参考。

内页插图

目录

前言
第1章 多层复合膜
1．1 层状组装超薄膜与超分子化学
1．2 层状组装超薄膜的制备方法
1．3 静电组装技术
1．4 改进的静电组装技术
1．5 基于其他推动力的超薄膜的交替沉积技术
1．6 自组装多层膜的展望
参考文献

第2章 中空微胶囊
2．1 引言
2．2 层状组装的聚合物中空微胶囊的制备技术
2．3 聚电解质中空微胶囊的基本物理性能
2．4 微胶囊的渗透调控性能
2．5 微胶囊的包埋与释放性能
2．6 囊壁的功能化调控
2．7 结束语
参考文献

第3章 插层组装材料
3．1 引言
3．2 LDHs插层前驱体的结构特征
3．3 LDHs插层前驱体的制备化学
3．4 LDHs插层组装体的组装及其结构表征
3．5 LDHs插层组装体及其前驱体的功能
3．6 其他几类层状插层组装体的研究概况
3．7 结束语
参考文献

第4章 纳米图案化表面
4．1 两亲性分子的界面组装
4．2 树枝状分子的自组装单层膜
4．3 有机单层吸附膜
4．4 图案化的交替层状结构
4．5 结束语
参考文献

第5章 微米尺寸的界面组装
5．1 引言
5．2 以自组织的液体结构为模板来构造大孔新材料
5．3 固体表面润湿性的图案化
5．4 表面诱导的自组织的液体图案
5．5 以自组织的液体图案为模板构造有序微观结构
5．6 胶体微球的动态自组装与耗散结构
5．7 结束语
参考文献

第6章 生物相容性的界面
6．1 绪论
6．2 生物医用材料的界面修饰
6．3 生物医用材料界面的LB组装体系
6．4 生物医用材料界面的自组装单分子层体系
6．5 生物医用材料界面的层层组装体系
6．6 磷脂分子自组装超薄膜和细胞膜仿生生物材料
6．7 生物医用材料界面的嵌段和接枝聚合物组装体系
6．8 医用支架的层状活性组装设计
参考文献

第7章 树枝状分子的组装体
7．1 树枝状分子简介
7．2 树枝状分子的快速合成方法及外围的功能化
7．3 两亲性树枝状分子的合成及组装
7．4 树枝状分子在固体表面的组装——表面的纳米图案化
7．5 树枝状分子在溶液中的超分子组装
7．6 展望
参考文献

第8章 无机／有机纳米复合体薄膜
8．1 纳米微粒的层状自组装方法
8．2 纳米微粒层状自组装膜的结构
8．3 CdSe和CdTe纳米微粒层状静电自组装膜的制备及应用
……

第9章 单分子力学谱

前言/序言

　　20世纪80年代，法兰西学院诺贝尔化学奖获得者J.M.Lehn教授首次提出了“超分子化学”的概念，为科学工作者开拓了广阔的发展空间与创新空间。在短短的十多年时间里，这个概念已被广大化学家所接受并引起了他们的极大兴趣。在该领域内，化学家们相继开展了大量的研究工作，做出了重大贡献，出版了一系列的专著与专门的杂志。目前，超分子化学的学科体系正在形成，并与生命科学、信息科学、材料科学与纳米科学组成新的学科群，推动着科学与技术的发展。
　　以分子或分子聚集体为结构单元，依赖于分子间作用力组装成超分子体系，从简单结构到复杂结构可分为若干层次。如以结构特征为依据，可分为微粒、线、带与管材、超薄膜与层状结构、三维组装结构（如生命体的组织与器官）等。其中研究得最深入、应用前景最明显的是具有层状结构的多层复合膜，及把多层复合膜与图案化表面结合起来的层状结构，这种结合定会产生新概念与新思路，并为三维组装体打开新的组装途径。虽然层状结构还有许多基础工作要做，但就已有的成果而言，足以开发出一些高新技术与高端产品，如纳米复合涂层、光电功能器件、多功能芯片、微反应器、修饰电极与传感器程控释放的药物、介入疗法器械的涂层与组织工程的支架等。
　　十多年来，吉林大学化学系我们的高分子研究组及1996年成立的超分子结构与材料教育部重点实验室一直以超分子层状结构作为研究主题，并围绕这一主题开展了几个方面的工作，如多层复合膜、纳米一微米图案化界面、修饰的微粒、树枝状分子、单分子力学谱及其他。在本实验室内，导师们与几十位博士研究生一起进行了饶有兴趣的系列研究，并整理出几百篇论文，形成了比较完整的阶段性成果。研究生们在取得博士学位后，在各自的岗位上成长为学术骨干，更可喜的是不少博士仍在坚持超分子体系的研究方向，并做出高水平的成果来。
　　从1990年起，我在浙江大学兼职，与封麟先教授合作，开展了生物相容性的功能界面的研究。1995年在高分子复合材料研究所内组建了生物大分子实验室。1998年以来，与德国H.Mohwald教授合作进行了层层组装技术与中空微胶囊的研究，并取得了较好的成绩。与我们有几年合作关系的北京化工大学段雪教授的研究集体，在无机层状结构中插入有机组分而形成的功能复合材料的研究方面做出了十分出色而又有实用价值的工作。综合以上几方面的工作，我们以超分子层状结构为主题进行整理与总结，写成本专著。在本书的某些章节中，为了方便读者理解，也适当介绍了国内外同行的一些相关工作。就这些工作来看，偏重于超分子体系的组装与功能的关系，因此，我们将此书定名为“超分子层状结构——组装与功能”，以此献给读者，敬请国内外同行赐教。
　　本书分9章来论述：第1章，多层复合膜的组装与功能；第2章，球面组装与中空微胶囊；第3章，插层复合结构的组装体；第4章，纳米尺寸的界面组装与表面图案化；第5章，微米尺寸的界面组装；第6章，生物相容性的功能界面组装；第7章，树枝状分子作结构单元的组装体；第8章，无机微粒作为结构单元的组装体；第9章，超分子体系的特殊谱学——单分子力学谱。由于本书各章稿件是分头撰写的，虽然在内容上尽量作了一些协调，但仍难免有些重复与不一致的地方，请读者见谅。感谢张希教授对全书进行了校正，并对内容、图表等方面提出修改意见。我们还要感谢科学出版社的责任编辑周巧龙同志细致、认真的工作，使此书得以顺利地出版。各个研究组内有许多研究生参与稿件处理、图表绘制等具体技术工作，在此表示我们的谢意！
　　在近20年的超分子研究过程中，得到了唐敖庆院士的指导与关怀，在他的支持下，我们主办过五次超分子体系的国际研讨会，其中包括两次国际香山会议。深入而富有成效的国际合作与交流使我们得益匪浅，在此我们要特别感谢的有：德国美茵兹大学H.Ringsdorf教授、法兰西学院诺贝尔化学奖获得者J.M.Lehn教授、美国哈佛大学G.Whitesides教授。在这近20年的研究中，我们得到了国家重点基础研究项目（973项目）、国家自然科学基金委的重大与重点项目、杰出青年基金及教育部的重大与重点项目的资助，这是对我们研究方向的肯定，并使我们的工作条件得到充分的保证，在此向有关领导、部门表示衷心的感谢！

《分子王国的新维度：探索超分子层状结构的奥秘》 在一个微观而精巧的世界里，分子不再是孤立的点，而是可以根据精妙的规则自我组织，形成超越传统三维空间的独特结构。本书将带您踏上一段激动人心的探索之旅，深入了解超分子层状结构这一前沿领域。我们不仅仅关注单个分子的性质，更着眼于它们如何通过非共价相互作用，如同艺术家般精心编排，构建出具有层次感、维度感，乃至“层状”特征的宏大秩序。 何为超分子层状结构？ 想象一下，乐高积木不再是随意堆砌，而是按照预设的蓝图，层层叠叠，形成精美的立体模型。超分子层状结构便是分子世界中的“乐高”。这些结构中的分子通过氢键、π-π堆积、范德华力、静电相互作用等弱键连接，以高度有序的方式排列，形成二维平面或准二维的层状单元。这些层单元可以进一步堆叠，形成三维的宏观晶体，也可以以其他形态存在，展现出令人惊叹的结构多样性。 本书将系统性地剖析这些结构形成的基本原理。我们将从分子设计出发，探讨如何通过修饰分子的官能团、形状以及电子分布，来精准调控它们之间的相互作用，从而引导其自组装成目标层状结构。您将了解到，分子的“设计图”对于最终结构的“建造”至关重要，每一个细节都可能影响到层状单元的形成方式、层与层之间的连接模式，以及最终材料的整体形貌。 组装的艺术：从分子到结构 超分子层状结构的形成并非偶然，而是遵循着一套精妙的“组装规则”。本书将详细阐述这些组装策略。我们将探讨： 定向组装： 如何利用分子的几何形状和特定的识别位点，引导它们沿着预定的方向排列，形成规则的层状骨架。 模板辅助组装： 借助外来的模板（如表面、纳米粒子或溶剂），引导分子在模板的引导下进行组装，从而获得具有特定维度和形态的层状结构。 溶剂效应： 溶剂在超分子自组装过程中扮演着至关重要的角色，它们可以影响分子的溶解性、相互作用强度以及聚集动力学，从而调控最终的层状结构。 热力学与动力学控制： 理解不同组装路径的热力学稳定性和动力学过程，对于获得理想的层状结构至关重要。我们将探讨如何通过控制反应条件，来优化组装过程，获得高结晶度和高纯度的目标产物。 功能的无限可能：超分子层状结构的应用前景 一旦分子王国被赋予了层状的秩序，它们便展现出了令人振奋的多样化功能。本书将深入挖掘这些结构在材料科学、生物医学、催化、传感等多个领域的巨大应用潜力： 新型功能材料： 吸附与分离： 精确的层状孔道可以像分子筛一样，高效吸附和分离特定的气体分子或离子，在气体存储（如氢气、二氧化碳）、水净化和污染物去除方面展现出巨大的应用前景。 薄膜与涂层： 形成的层状薄膜具有优异的机械性能、光学性能或电子性能，可用于开发新型显示器件、防护涂层或生物相容性材料。 催化剂载体： 层状结构提供的巨大比表面积和规整的孔道，使其成为理想的催化剂载体，能够提高催化活性和选择性，并在能源转化、精细化工等领域发挥作用。 储能材料： 某些层状结构能够有效地嵌入和释放离子，使其在锂离子电池、超级电容器等储能器件中具有重要的应用价值。 生物医学应用： 药物递送： 层状结构作为载体，能够高效负载药物分子，并通过控制其释放速率，实现靶向、缓释的药物递送，提高治疗效果，降低毒副作用。 生物成像与诊断： 具有特定光学或磁学性质的层状结构，可用于开发高灵敏度的生物成像探针，辅助疾病的早期诊断。 组织工程： 生物相容性良好的层状材料，可以作为支架，促进细胞生长和组织再生。 先进传感技术： 化学传感器： 层状结构对特定化学物质的吸附或相互作用，会引起其光学、电学或质谱信号的变化，从而实现高灵敏度的化学物质检测。 生物传感器： 结合生物识别元件，层状结构可以构建高选择性的生物传感器，用于检测生物标志物、病原体等。 本书的独特视角： 本书不仅会介绍成熟的理论和技术，更会关注前沿的研究进展和未来的发展趋势。我们强调跨学科的融合，将化学、物理、材料科学、生物学等多方面的知识融会贯通，为您呈现一个全面而深入的超分子层状结构图景。 无论您是化学、材料科学或相关领域的科研工作者，还是对分子世界的奥秘充满好奇的探索者，本书都将为您提供宝贵的知识和启迪。它将帮助您理解如何设计、组装和应用这些迷人的分子结构，从而为创造更美好的未来贡献力量。 准备好进入一个充满惊喜的分子维度了吗？让我们一起开启这段发现之旅，解锁超分子层状结构的无限可能！