分子器件與分子機器：納米世界的概念和前景（原著第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[意] 巴爾紮尼（Balzani V.） 著，馬驤，田禾 譯

圖書標籤:

• 分子器件
• 分子機器
• 納米技術
• 納米科學
• 自組裝
• 分子電子學
• 納米材料
• 生物納米
• 交叉學科
• 前沿科技

齣版社： 華東理工大學齣版社

ISBN：9787562826101

版次：1

商品編碼：10220625

包裝：平裝

叢書名： 當代化學譯叢

開本：16開

齣版時間：2009-08-01

用紙：膠版紙

頁數：490

字數：685000

正文語種：中文

內容簡介

　　《分子器件與分子機器：納米世界的概念和前景(原著第2版)》是關於分子器件與分子機器領域的學術專著，是在《分子器件與分子機器——通嚮納米世界的捷徑》的基礎上進行修訂和更新的。本月保持瞭原版的基本結構，但是內容上關注瞭相關領域的相關趨勢。全書對基本概念，用於處理電子和能量的分子機器，存儲器、邏輯門和相關體係以及該領域科學傢所扮演的社會角色進行瞭闡述。
　　《分子器件與分子機器：納米世界的概念和前景(原著第2版)》不僅對在化學、物理、生物和納米技術領域從事研究活動的科學傢有重大意義，它同時可以補充並作為高年級本科生及研究生的學習教材。

內頁插圖

目錄

第1部分 基本概念
第1章 概述
1．1 分子水平的器件和機器
1．2 納米科學與納米技術
1．3 超分子(多組分)化學
1．4 “化大為小”的方法
1．5 “積小為大”的方法
1．6 “積小為大”分子的堆積
1．7 自組裝和共價閤成的設計
1．8 能量與信號
參考文獻

第2章 通過分子和超分子體係傳遞能量和信號
2．1 概述
2．2 分子電子學
2．3 分子光子學
2．4 分子離子學
2．5 分子電子光子學
2．5．1 溶液係統
2．5．2 固態
2．6 分子電子化學離子學
2．7 分子光電子學
2．7．1 均相係統中的光誘導電子轉移
2．7．2 非均相係統中光誘導的電荷的産生
2．8 分子光化學離子學
2．8．1 光子的釋放或吸收
2．8．2 金屬離子的釋放
2．8．3 陰離子的釋放
2．8．4 分子的釋放
2．8．5 構型的變化
2．9 分子化學光子學
2．10 分子化學電子學
2．11 多輸入／過程
2．11．1 兩種有序的化學輸入和一個光輸入産生的光發射
2．11．2 平行的兩個電化學輸入産生一個有序的化學和光子的過程
2．11．3 光輸入産生並行和串行的過程
參考文獻

第2部分 用於處理電子和能量的分子器件
第3章 光激發的電子和能量轉移的基本原理
3．1 分子和超分子光化學
3．1．1 分子光化學
3．1．2 超分子光化學
3．2 電子傳遞
3．2．1 Marcus理論
3．2．2 量子力學理論
3．2．2．1 電子因子
3．2．2．2 核因子
3．2．2．3 光電子轉移
3．3 能量轉移
3．3．1 庫侖機理
3．3．2 交換機理
3．4 橋基的作用
參考文獻

第4章 導綫及相關體係
4．1 概述
4．2 導電率的測量方法
4．3 電極上的電子轉移過程
4．4 基於光誘導電荷分離的綫型體係
4．4．1 概述
4．4．2 雙體、三體和更大的體係
4．4．3 含有金屬絡閤物的共價連接的體係
4．4．4 包含卟啉的共價連接體係
4．4．5 基於有機化閤物的共價相連體係
4．4．6 DNA及相關體係
4．5 非均相的光誘導的電子轉移
4．6 能量傳遞
4．6．1 含有金屬絡閤物的共價連接體係
4．6．2 包含卟啉的共價鍵閤體係
4．6．3 基於有機化閤物的共價相連的體係
4．6．4 DNA及其相關體係
參考文獻

第5章 分子開關中的電子轉移和能量傳遞過程
5．1 概述
5．2 開關電子轉移
5．2．1 光輸入
5．2．1．1 長壽命開關
5．2．1．2 快速和超快速開關
5．2．2 氧化還原插入
5．2．3 酸堿輸入
5．2．4 其他因素
5．3 開關能量傳遞
5．3．1 光輸入
5．3．2 氧化還原插入
5．3．3 酸一堿插入
5．3．4 其他因素
參考文獻

第6章 光收集天綫
6．1 概述
6．2 天然天綫係統
6．3 樹枝狀分子
6．3．1 基於卟啉的陣列和樹枝狀分子
6．3．1．1 卟啉基陣列
6．3．1．2 樹枝狀分子
6．3．2 含金屬絡閤物的樹枝狀分子
6．3．2．1 金屬絡閤物作為核的體係
6．3．2．2 金屬絡閤物作為分支中心的體係
6．3．3 基於有機發色團的樹枝狀分子
6．3．3．1 聚芳醚樹枝狀分子
6．3．3．2 苯乙炔樹枝狀分子
6．3．3．3 聚亞苯基和低聚(對亞苯基次亞乙烯基)樹枝狀分子
6．3．4 主一客體係統
6．3．4．1 主體有機分子係統
6．3．4．2 主體金屬離子體係
6．4 其他係統
6．4．1 多發色團的環糊精
6．4．2 酞菁
6．4．3 方形金屬超分子
6．4．4 輪烷
6．4．5 沸石
6．4．6 聚電解質
6．4．7 聚閤物
6．4．8 生物結構的自組裝
參考文獻

第7章 太陽能轉化
7．1 簡介
7．2 自然界的光閤成
7．2．1 概述
7．2．2 細菌的光閤作用
7．2．3 光閤係統Ⅱ
7．3 人工的光閤作用
7．3．1 概述
7．3．2 氫經濟
7．3．3 水的光化學分解
7．3．4 人工天綫和反應中心組裝單元的結閤
7．3．4．1 簡介
7．3．4．2 有機化閤物和卟啉體係
7．3．4．3 金屬絡閤物體係
7．3．5 多電子氧化還原過程與單光子電荷分離過程的結閤
7．3．5．1 概述
7．3．5．2 氧氣釋放中電子與質子轉移
7．3．5．3 其他體係
7．3．6 組裝方案
7．3．6．1 概述
……

第3部分 存儲器、邏輯門和相關體係
第8章 雙穩態和多穩態體係
第9章 邏輯門和邏輯電路
第4部分 分子水平上的器件、機器、馬達
第10章 基本原理
第11章 自發的類機械運動
第12章 與開關及換位相關的運動
第13章 DNA納米機器
第14章 綫性運動
第15章 鏇轉運動
第16章 從溶液到非均相體係
第5部分 科學和社會
第17章 我們這個時代的科學地位
附錄
術語錶
縮略語
主題索引

精彩書摘

　　第1部分 基本概念
　　第1章 概述
　　1.8 能量與信號
　　與宏觀世界的機器和器件一樣，分子機器與器件的運轉也需要能量，並且也需要與操作員進行交流的信號。
　　分子機器與器件屬於化學體係，因此它們的運轉是通過化學反應來進行的。廣義地說，意味著電子和核的重排。但是在有些情況下，分子機器與器件基本上是在電子或能量轉移的基礎上(未發生核的重排)發揮作用的。而在其他某些情況下，分子機器與器件的運行是基於核在大範圍內的轉移。
　　分子機器與器件運轉所需要的能量可以由(i)化學試劑， (ii)吸收質子，(iii)電子得失等途徑提供。鑒於當前化學燃料的短缺以及日趨嚴峻的環境問題，太陽能是首選的理想能源，並且在利用的過程中不會産生廢物。即使在知識經濟的社會，不可再生能源的消耗以及廢棄物的不斷纍積的確會帶來非常嚴峻的問題。
　　我們需要閤適的信號來監控分子器件與機器的運行。既然一種由單分子組成的體係在呈現特定功能時也會相應改變自身的狀態，那麼任何與這種狀態改變相關的信號都可用。在這點上，可以利用任何化學或物理的技術。最常用的是光譜技術(特彆是核磁共振譜，Uv-vis吸收光譜和發光光譜)，對於給體一受體相互作用的係統，電化學技術也相當有用。

前言/序言

　　幾年前，由於人們對能錶現齣有用功能的超分子體係的興趣愈濃，我們感覺有必要撰寫一部專著來做一些介紹，以及在整體上對這個科學研究前沿做個總的概述。因此我們決定撰寫《分子器件和分子機器——通嚮納米世界的捷徑》這本書，該書於2003年2月由Wiley—VCH齣版社齣版。此書被學界廣為接受和歡迎，被多個最重要的科學期刊引用和評述。2005年，這本書由田禾教授和王利民教授（華東理工大學，上海）翻譯成中文，並由中國化學工業齣版社（北京）齣版。該書的日語版也即將由NTS（東京）齣版。
　　最近幾年，人們對設計、閤成及操作人工分子器件和機器的興趣逐漸增加。也湧現齣很多新的基本觀念並涉及瞭許多新的體係。在2006年春天，Wiley-VCH告訴我們第一版的書還有一些印刷版，並建議不要重新印刷，他們認為齣版此專著的新版本將對科學界更為有用。和幾個同僚商量後，我們確實認識到是時候修訂及更新《分子器件和分子機器——通嚮納米世界的捷徑》這本書瞭，我們保留瞭書名，但修改瞭副標題以強調這是同一本書的新版本。
　　《分子器件和分子機器——納米世界的概念和前景》的確保持瞭原版的基本結構，但是內容卻有瞭充分的改變，為瞭幫助讀者認識新興的發展趨勢，書中關於基本原理的章節大部分進行瞭重寫。如關於電子及能量轉移等基本過程的討論，認識分子器件及分子機器與宏觀世界的相似之處，理解納米世界具有許多不一般的特徵（並不像科幻電影、電視劇和小說裏的那樣），另外關於特殊器件和機器的章節也同時進行瞭更新和改進，並加入瞭一些新的章節。
　　和第一版一樣，本書中所涉及的概念都用例證來加以說明，並增加瞭一些最近齣版的期刊上的例子。雖然此書主要關注人工的分子水平的器件和機器，但我們也嚮讀者介紹瞭一些自然界的和仿生的體係，以此讓讀者認識“自然”和“人工”之間復雜性的差異是如此之大，同時也讓讀者體驗到生活中材料方麵所存在的美妙的化學機理。其中有一章舉例介紹瞭基於多相或固態體係的器件和機器，這個體係比起溶液體係更接近於實際應用。附錄中的術語錶以及主體索引都經過瞭修訂和擴展。

好的，這是一份關於《分子器件與分子機器：納米世界的概念和前景（原著第2版）》的圖書簡介，內容詳盡，且不包含您指定的原書內容： --- 書名：《分子器件與分子機器：納米世界的概念和前景》（原著第2版） 副標題：探索微觀尺度的工程與未來 內容簡介 本書是納米科學與工程領域的一部綜閤性前沿著作，旨在為讀者提供一個全麵、深入且富有啓發性的視角，探討當前正在迅速發展的分子器件與分子機器領域的核心概念、技術挑戰以及未來的宏偉藍圖。本書不僅是對現有知識的梳理，更是對未來幾十年科技發展趨勢的深刻洞察。 第一部分：納米尺度的構建基石與基本原理 本書的開篇部分，聚焦於理解和操控納米尺度下的物理、化學和生物學現象。我們首先探討瞭納米材料的獨特屬性，特彆是量子效應、錶麵積體積比、以及在亞微米尺度下材料力學和電學行為的顯著變化。這部分內容詳細闡述瞭如何利用這些特性來設計和製造功能性組件。 隨後，我們將深入研究分子組裝的原理。分子自組裝，作為構建復雜納米結構的自然過程，是分子工程學的核心。書中詳細分析瞭超分子化學中的非共價相互作用力，如氫鍵、範德華力、$pi-pi$堆積和疏水效應，並解釋瞭如何精確控製這些力來實現可預測的、具有特定拓撲結構的宏觀功能材料。我們探討瞭模闆引導的自組裝、定嚮附著技術以及如何利用DNA摺紙術等生物學工具來精確構建二維和三維納米框架。 第二部分：分子器件的設計與實現 本領域的核心挑戰在於如何將基礎的分子構建模塊轉化為具有特定電學、光學或機械功能的器件。本書的第二部分係統地介紹瞭分子器件的分類和設計策略。 在分子電子學方麵，我們剖析瞭單分子導綫、分子晶體管、以及具有開關功能的分子電子元件。重點討論瞭分子軌道理論在預測電荷傳輸性能中的應用，以及如何通過化學修飾來調控載流子的注入、傳輸和隧穿效率。我們詳細介紹瞭接觸技術，即如何將單個或少量分子可靠地集成到宏觀電路中，這是一個實現真實分子芯片的關鍵技術瓶頸。 在分子光學與光電器件方麵，本書考察瞭等離激元學、量子點結構以及有機發光二極管（OLED）的分子層麵原理。我們探討瞭如何通過精確調控分子結構來實現特定的吸收和發射波長，以及如何利用分子天綫和腔體增強技術來提高光捕獲和光轉換效率。這部分內容為下一代高效太陽能電池和高分辨率成像技術奠定瞭理論基礎。 第三部分：分子機器：從理論到運動 分子機器是本書的另一核心焦點，它代錶瞭將化學能轉化為機械能的終極工程挑戰。本部分詳細區分瞭“分子馬達”、“分子開關”和“分子執行器”的概念，並展示瞭它們在操控納米尺度物質方麵的潛力。 我們深入研究瞭化學驅動的分子馬達，包括利用燃料或氧化還原反應來産生定嚮鏇轉或振蕩運動的係統。書中對基於綫性和鏇轉運動的分子驅動機製進行瞭細緻的分類和比較，特彆是那些模仿生物分子機器（如ATP閤酶或肌球蛋白）的閤成係統。 此外，本書也詳盡闡述瞭外部刺激響應性分子開關和執行器。這些係統能夠通過光照、pH值變化、溫度波動或電場刺激來實現構象變化，從而驅動機械運動。我們分析瞭如何將這些運動集成到更宏大的係統中，例如，用於藥物靶嚮遞送的“納米機器人”或用於信息存儲的動態存儲單元。 第四部分：前沿應用與未來展望 在收尾部分，本書將視野投嚮瞭分子器件和機器的實際應用領域，並探討瞭未來研究的潛在方嚮。 生物醫學應用：我們探討瞭分子機器在精確診斷和治療中的巨大潛力。這包括利用分子探針進行細胞內實時成像、開發響應特定生物標誌物的“智能”藥物載體、以及構建能夠物理性地切割或修復細胞結構的納米手術工具。 信息技術與計算：本書展望瞭超越馮·諾依曼架構的計算範式。我們討論瞭如何利用分子態或量子態進行信息處理，以及分子邏輯門和基於自鏇的分子存儲單元的最新進展。 環境與能源領域：分子機器在模擬或增強自然界中高效的能量轉換過程方麵展現齣前景。我們討論瞭利用分子催化劑和人工光閤作用係統來高效捕獲和儲存太陽能，以及開發能夠精確分離和降解汙染物的分子過濾係統。 本書以審慎樂觀的態度，指齣瞭從實驗室概念到實際應用所麵臨的工程、穩定性、集成化和可製造性等關鍵障礙，並展望瞭跨學科閤作（化學、物理、生物學、材料科學和工程學）如何共同推動這一激動人心的領域邁嚮下一個裏程碑。本書是為高年級本科生、研究生以及相關領域的研究人員和工程師量身定製的權威參考資料。 ---

評分☆☆☆☆☆

這本書的魅力在於它能夠將那些原本抽象、遙不可及的科學概念，以一種生動、形象的方式展現在讀者麵前。作者對於“分子機器”在不同領域的應用前景的描繪，讓我看到瞭科技如何深入到我們生活的每一個角落。從醫學領域的精準治療，到環境領域的汙染物淨化，再到材料領域的智能製造，分子器件和分子機器似乎無處不在，扮演著越來越重要的角色。書中對“分子驅動”和“分子響應”機製的介紹，讓我對這些微觀世界的“動力源”和“感應器”有瞭更直觀的認識。它不僅僅是關於科學理論，更是一種關於“如何讓物質按照我們的意願去行動”的哲學思考。我特彆贊賞作者在書中對於科學研究的倫理和社會影響的討論，這讓這本書不僅僅停留在技術層麵，更具有瞭深刻的社會意義。這本書讓我感到，我們正在經曆一場由微觀世界帶來的深刻變革，而這本書正是這場變革的一份精彩的預言和導覽。

評分☆☆☆☆☆

這本書以一種非常獨特的方式，將“分子器件與分子機器”這樣一個前沿概念，以一種引人入勝的方式呈現齣來。作者在書中對“納米世界”的描繪，充滿瞭想象力，但又根植於堅實的科學原理。我被書中關於“分子開關”和“分子傳感器”的章節深深吸引。想象一下，一個微小的分子，能夠根據外界的刺激（比如光、溫度、化學物質）改變其結構或性質，從而控製某個過程的發生，或者檢測到特定物質的存在。這不僅僅是理論上的構想，作者也介紹瞭一些正在進行的實驗和初步的成果。書中對於這些器件的潛在應用，尤其是在醫療診斷、環境監測以及信息存儲等領域的設想，讓我對未來的生活充滿瞭無限的遐想。我欣賞作者在描述科學概念時所錶現齣的嚴謹態度，他能夠將復雜的物理和化學原理，用一種易於理解的方式傳達給讀者，同時又不失其科學的精確性。這本書讓我意識到，我們正站在一個全新的科技革命的開端，而分子器件和分子機器正是這場革命的核心驅動力之一。

評分☆☆☆☆☆

初次翻開這本書，我立刻被它對“分子器件與分子機器”這個概念的宏大構想所吸引。作者以一種近乎詩意的筆觸，描繪瞭在原子和分子尺度上構建精密裝置的未來圖景。那些我們習以為常的宏觀世界中的機器，如齒輪、活塞、馬達，在這裏都被賦予瞭微觀的生命。想象一下，利用DNA鏈作為構建模塊，構建齣可以執行特定任務的分子“納米機器人”，它們可以在細胞內精確遞送藥物，或者在材料內部進行自修復。書中深入淺齣的講解，讓我這個非專業人士也能窺見科學前沿的冰山一角。它不僅僅是技術的羅列，更是一種思維方式的啓發，鼓勵我們突破傳統的限製，用全新的視角去審視物質世界的可能性。作者對於基本原理的闡述，即便是在抽象的概念麵前，也顯得異常清晰，仿佛指引著我一步步走進這個充滿奇跡的納米世界。我尤其欣賞其中對於未來應用場景的設想，那些聽起來像是科幻小說裏的情節，卻在作者的筆下被賦予瞭科學的邏輯和紮實的理論基礎。這本書讓我對未來科技的發展充滿瞭期待，同時也激發瞭我對基礎科學研究的濃厚興趣。它不是一本死闆的教科書，而是一次引人入勝的思想之旅。

評分☆☆☆☆☆

我一直對科學的前沿領域抱有濃厚的興趣，而“分子器件與分子機器”無疑是其中最吸引我的部分之一。這本書為我打開瞭一個全新的視角，讓我看到瞭一個微觀但充滿無限可能的世界。作者在書中對“分子組裝”和“自組織”等概念的深入探討，讓我對如何構建復雜的分子結構有瞭更深的理解。書中關於利用化學鍵、分子間作用力等手段，實現分子在空間上的精確排列和功能集成，是一項極其精妙的科學挑戰。我尤其對書中關於“分子計算機”的構想感到震撼，通過利用分子的電子態或構象變化來存儲和處理信息，這與我們現有的矽基計算機有著截然不同的工作原理，卻可能帶來更小的體積、更低的能耗和更高的計算密度。作者對這些前沿技術所麵臨的挑戰和未來的發展方嚮進行瞭細緻的分析，既充滿瞭對科學的樂觀，又保持瞭對現實的清醒認知。這本書不僅拓展瞭我的知識邊界，更激發瞭我對未來科技的無限憧憬。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程中，我深刻地感受到瞭作者對分子器件和分子機器的深刻洞察。他不僅僅是陳述事實，更是在引導讀者進行深入的思考。書中關於“分子機器”的定義和分類，以及它們實現功能的各種原理，都經過瞭嚴謹的梳理和闡釋。我特彆被書中關於“分子馬達”的討論所吸引，瞭解瞭它們如何通過化學能、光能甚至熱能來驅動分子運動，從而完成諸如“行走”在DNA鏈上的任務。這讓我不禁聯想到生命體內的許多生化過程，例如蛋白質的運動，它們本身就是極其復雜的分子機器。作者將這些自然的奇跡與人工設計的分子器件聯係起來，為我們展現瞭一個更加廣闊的科技前景。書中對於材料科學、生物技術、納米技術等多個學科的交叉融閤的探討，更是讓我看到瞭未來科技發展的必然趨勢。它不迴避理論的深度，但始終保持著對讀者理解的友好，通過大量的類比和實例，讓復雜的概念變得觸手可及。我從中獲得的不僅僅是知識，更是一種對科學探索精神的敬佩。

評分☆☆☆☆☆

和第一版一樣，本書中所涉及的概念都用例證來加以說明，並增加瞭一些最近齣版的期刊上的例子。雖然此書主要關注人工的分子水平的器件和機器，但我們也嚮讀者介紹瞭一些自然界的和仿生的體係，以此讓讀者認識“自然”和“人工”之間復雜性的差異是如此之大，同時也讓讀者體驗到生活中材料方麵所存在的美妙的化學機理。其中有一章舉例介紹瞭基於多相或固態體係的器件和機器，這個體係比起溶液體係更接近於實際應用。附錄中的術語錶以及主體索引都經過瞭修訂和擴展。

評分☆☆☆☆☆

這本書編的不錯，但是收到的書的質量很差，封皮上全是膠水而且紙張也很差，嚴重懷疑是盜版的，不建議購買

評分☆☆☆☆☆

《分子器件和分子機器——納米世界的概念和前景》的確保持瞭原版的基本結構，但是內容卻有瞭充分的改變，為瞭幫助讀者認識新興的發展趨勢，書中關於基本原理的章節大部分進行瞭重寫。如關於電子及能量轉移等基本過程的討論，認識分子器件及分子機器與宏觀世界的相似之處，理解納米世界具有許多不一般的特徵（並不像科幻電影、電視劇和小說裏的那樣），另外關於特殊器件和機器的章節也同時進行瞭更新和改進，並加入瞭一些新的章節。

評分☆☆☆☆☆

聚電解質

評分☆☆☆☆☆

6．3．3

評分☆☆☆☆☆

非均相的光誘導的電子轉移

評分☆☆☆☆☆

沸石

評分☆☆☆☆☆

u輪烷

評分☆☆☆☆☆

2條