纳米材料前沿--手性纳米材料 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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编辑推荐

适读人群 ：本书可供从事手性纳米材料及其相关领域研究的人员及高等院校相关专业学生参考使用。
《纳米材料前沿》丛书是由材料及化学领域的学术带头人共同完成的大型出版项目，是国家出版基金资助项目。14名主要著作责任者中，含7名中国科学院院士，其余全部为“长江学者”或“杰出青年”。
本书是其中一个分册，由唐智勇研究员组织编写，图书包括作者研究团队的许多成果以及近年来国内外手性纳米材料领域的其他重大成果。

内容简介

本书依据作者研究团队以及国内外手性纳米材料的新研究进展，从纳米尺度的手性基本概念出发，系统介绍了手性超分子材料、手性聚合物材料、手性无机纳米材料和手性孔道纳米材料，通过具体的实例阐述了其结构设计的基本理念和合成步骤。后，本书结合手性纳米材料的新进展，阐明了其潜在应用和未来发展的前景和挑战。
本书可供从事手性纳米材料及其相关领域研究的人员及高等院校相关专业学生参考使用。

作者简介

唐智勇，中科院“百人计划”研究员、国家杰出青年基金获得者。研究工作主要集中在功能纳米材料的可控制备、性能调控及其实际应用方面，研究成果包括提出了利用单个无机纳米粒子作为构筑单元，通过调控纳米粒子内在的物理化学性质以及相互作用，自组装构筑结构可控纳米粒子集合体的理论；通过调控纳米粒子表面稳定剂的类型、表面密度、手性等系统设计和构建了具有特殊光学性质的一维、二维、三维及多维度组装体以及纳米粒子超结构，为将来功能纳米材料及其器件的制备及应用提供了依据与理论基础；在环境防护和能源有效利用等方面取得了一些很有科学价值和应用前景的成果。目前，作为一作或通讯作者在国际期刊发表相关研究论文160余篇，其中在影响因子大于10的学术期刊上发表论文60余篇，研究成果多次被国际新闻媒体和学术期刊如The New York Times、The Washington Times、Nature、Science News、Chemical & Engineering News等专题报道。

内页插图

目录

第1章绪论001
1.1　对称性与手性 002
1.2　手性与生命 006
1.3　手性起源与对称性破缺 007
1.4　手性放大 015
1.5　手性传递与转移 021
1.6　手性的表征方法 022
1.6.1　圆二色吸收光谱 023
1.6.2　圆二色振动光谱 030
1.6.3　圆二色荧光光谱 035
参考文献 040

第2章手性超分子材料043
2.1　手性超分子简介 044
2.2　分子间弱相互作用力 045
2.3　凝胶因子诱导超分子手性 046
2.3.1　手性凝胶因子自组装 047
2.3.2　手性分子诱导的手性超分子体系 051
2.4　手性放大 058
2.4.1　分子类似物诱导的手性放大 059
2.4.2　二元体系中的手性放大 060
2.4.3　纳米尺度上手性放大 061
2.5　手性记忆 062
2.5.1　非共价键诱导形成的螺旋聚合物中的手性记忆 062
2.5.2　J或H聚集体的手性记忆效应 064
2.5.3　配位化合物手性笼子中手性记忆效应 064
2.6　自发对称性破缺和非手性分子构建的手性超分子体系 065
2.6.1　液晶和香蕉形分子 065
2.6.2　溶液体系和胶束 067
2.6.3　凝胶系统 070
2.6.4　空气/水界面和LB薄膜 070
2.6.5　超分子手性的控制 072
2.6.6　外消旋组装 073
参考文献 074

第3章手性聚合物材料077
3.1　手性高分子 078
3.1.1　手性单体聚合 078
3.1.2　手性环境诱导 082
3.1.3　手性液晶高分子 086
3.2　金属-有机框架化合物 091
3.2.1　MOFs简介 091
3.2.2　手性MOFs 093
3.2.3　手性MOFs的合成方法 094
3.3　手性水凝胶 100
3.3.1　手性水凝胶的制备 101
3.3.2　手性水凝胶的应用 104
参考文献 106

第4章手性机纳米材料111
4.1　手性贵金属纳米材料 112
4.1.1　手性贵金属纳米团簇 112
4.1.2　手性等离子体纳米材料 121
4.1.3　物理方法构建的贵金属手性结构 137
4.2　手性半导体纳米材料 143
4.2.1　概述 143
4.2.2　手性半导体纳米材料的研究现状 145
4.2.3　手性半导体纳米材料的潜在应用 148
4.2.4　总结和展望 152
参考文献 152

第5章手性孔道纳米材料157
5.1　手性分子筛 158
5.2　机手性二氧化硅 161
5.2.1　简介 161
5.2.2　凝胶因子制备机手性二氧化硅 163
5.2.3　表面活性剂制备机手性二氧化硅 168
5.3　手性金属氧化物 173
参考文献 176

第6章手性纳米材料的应用179
6.1　手性纳米材料的检测与识别应用 180
6.2　手性纳米材料的生物安全效应 185
6.3　总结与展望 187
参考文献 188

索引 189

前言/序言

手性是自然界广泛存在的现象，在化学、药理学、生物学和医学等领域扮演着重要的角色。若分子法与其镜像重合，称为手性分子。结构成镜像对称的分子即手性对映异构体。在分子尺度，物质的左旋和右旋对生命活动起着至关重要的作用。例如，生物体内的氨基酸、糖类和核酸等都具有单一的手性结构。在药学方面，某些分子的左旋或右旋异构体具有完全相反的药理作用和毒性，为避免手性药物产生的不良影响，手性药物的对映选择性合成是药学领域的研究热点。因此，研究物质手性在生命起源、化学反应、疾病治疗中的作用，具有重要的科学和实用价值。时至今日，分子尺度的研究已经较为成熟，对手性的研究和探索不断促进不同领域科学和技术的进步，尤其在纳米科学领域。
自20世纪90年代以来，纳米材料的制备和表征有了巨大的发展。纳米材料展现出基于尺寸效应的优异的物理和化学性能。纳米材料的研究热潮激发了研究人员对于纳米尺度手性的兴趣。当手性由分子尺度延伸到纳米尺度，由于纳米材料的结构和性质的可设计性，手性纳米材料表现出独特而丰富的手性效应。通过构建手性纳米材料，打破传统纳米结构的高对称性，将为化学合成、手性传感、催化和以超材料为基础的先进光学器件的发展提供新机遇。近年来，国内外研究人员致力于探索手性纳米材料的制备方法、表征技术及其在化学、物理、光学或生物学领域的新效应，挖掘纳米尺度的手性新概念，开展了系统深入的研究工作，并已经取得了诸多激动人心的成果。过去十年来，笔者研究团队在手性机纳米材料的手性起源和光学性质方面也开展了一系列的研究工作，并致力于探索手性纳米材料在分离、催化、传感及生物治疗等方面的应用。为了促进国内纳米科学的发展，尤其是手性纳米科学领域的研究，笔者在阅读大量文献的基础上，整理、归纳了目前国内外手性纳米材料领域的重要进展，结合团队研究成果，撰写了本书。
本书从纳米尺度的手性基本概念出发，逐一介绍了手性纳米材料的构建方法、表征手段及其表现出来的独特的手性效应。第1章从手性的定义出发，介绍了手性的起源、产生、传递和放大以及手性的表征手段。第2章介绍了凝胶因子诱导的手性超分子体系、手性放大、手性记忆以及自发对称性破缺等特殊的手性超分子体系。第3章主要介绍三大类手性聚合物材料——手性高分子材料、金属-有机框架化合物以及手性水凝胶材料。第4章总结了现有的手性机纳米材料，主要涉及手性贵金属纳米材料和手性半导体纳米材料，并对不同手性机纳米材料的构建方式及手性来源进行了详细的介绍。第5章对现有报道的手性孔道纳米材料进行了分类和总结，并逐一介绍了手性孔道纳米材料的设计理念和构造方法。第6章结合具体实例介绍了手性纳米材料在检测和识别中的应用，并探讨了手性纳米材料的生物纳米安全效应。
本书的完成是笔者研究团队的共同努力，在此对郭俊博士、石林博士、侯珂博士、郝昌龙博士、韩冰博士、高小青博士和郑永龙博士表示感谢。化学工业出版社在本书的编审、校对等方面做了大量的工作，在此表示感谢。
由于编者水平有限，书中难免有不妥之处，恳请同行专家及读者批评指正。

唐智勇
2017年6月
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