神奇的磁性液体 李德才 9787030488275 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李德才 著

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出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030488275

商品编码：29402634876

包装：平脊精装

出版时间：2017-02-01

图书基本信息
图书名称	神奇的磁性液体
作者	李德才
定价	68.00元
出版社	科学出版社有限责任公司
ISBN	9787030488275
出版日期	2017-02-01
字数
页码
版次	1
装帧	平脊精装
开本	B5
商品重量	0.4Kg

内容简介

磁性液体是一种既能像液体一样流动又能像固体磁性材料一样被磁场吸引的胶体溶液。将直径小于10纳米的固体磁性颗粒通过的技术手段使其均匀地分布于水、煤油等液体当中，就形成了我们所说的磁性液体了。磁性液体以其独特的性质，例如对磁场的响应特性、热学特性以及光学特性等，使其在工业、航空航天，甚至医学、艺术领域都有其独特的应用。本书就以科普的方式向人们展示神奇的磁性液体，揭开其神秘的面纱。

作者简介

目录

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文摘

序言

探索奇妙的物质世界：非牛顿流体与智能材料的奥秘 内容简介 在我们触手可及的日常生活中，物质以各种形态存在，从坚硬如岩石，到轻盈如空气。然而，在这些我们习以为常的物理属性背后，隐藏着更为复杂和令人着迷的现象。本书并非聚焦于某一本特定的书籍，而是旨在打开一扇通往物质科学前沿的大门，深入探讨那些挑战我们直观认知，却又充满无限可能性的物质形态——尤其是非牛顿流体以及与磁性液体这一概念紧密相关的智能材料。我们将一同穿越学科的界限，从基础的物理原理出发，逐步揭示这些神奇物质背后的科学逻辑，并展望它们在未来科技和社会发展中的广阔应用前景。 第一篇：打破常规的流动——非牛顿流体的世界 我们首先要理解的，是与我们日常经验中的“普通”液体（牛顿流体）截然不同的行为模式。牛顿流体，如水和酒精，其黏度与剪切速率无关，施加多大的力，它们都会以可预测的方式流动。但非牛顿流体却不然。它们的黏度会随着外力（剪切速率）的改变而发生显著变化，这使得它们的流动行为充满了“惊喜”。 何为非牛顿流体？ 我们将从定义入手，区分剪切变稀（Shear-thinning）和剪切增稠（Shear-thickening）两大类非牛顿流体。例如，玉米淀粉与水的混合物便是经典的剪切增稠流体：当你缓慢地将手插入其中时，它像普通液体一样柔软；但当你快速地挥动拳头打下去，它会变得异常坚硬，仿佛一块固体。相反，油漆、番茄酱等在挤压或搅拌时会变得更易流动，属于剪切变稀流体。 微观层面的解释： 理解这些宏观现象，需要深入到物质的微观结构。我们将探讨非牛顿流体中粒子或分子间的相互作用如何决定其宏观黏度变化。例如，悬浮在液体中的颗粒物、长链聚合物分子的缠绕与解缠，或是胶体颗粒间的范德华力，都可能在外部应力作用下发生结构重组，从而影响流体的整体流动特性。我们将介绍一些基础的流变学模型，如奥斯瓦尔德-德-瓦勒（Ostwald-de Waele）模型，来量化描述这些非牛顿行为。 不同类型的非牛顿流体： 除了剪切变稀和剪切增稠，我们还会介绍其他类型的非牛顿流体，例如： 塑性流体（Plastic Fluids）： 它们在达到一定的屈服应力之前表现得像固体，一旦超过这个阈值，就会开始流动，如牙膏。 触变性流体（Thixotropic Fluids）： 它们的黏度会随着施加剪切的时间而降低，停止剪切后又会缓慢恢复，例如某些油漆和泥浆。 摇变性流体（Rheopectic Fluids）： 与触变性相反，它们的黏度会随着施加剪切的时间而增加，虽然这类流体相对少见。 非牛顿流体的普遍性： 非牛顿流体并非实验室的奇特产物，它们广泛存在于自然界和我们的日常生活中。从血液在血管中的流动（一种复杂的剪切变稀流体），到烹饪中的酱料和烘焙的面团，再到地质学中的泥石流，非牛顿流体的行为模式深刻地影响着许多自然过程和工业应用。 第二篇：智能响应的物质——磁性流体与磁响应材料 在本篇中，我们将目光聚焦于一类能够对外部磁场做出智能响应的物质。其中，磁性流体（Ferrofluid）是最具代表性的例子。磁性流体是一种稳定的胶体悬浮液，由纳米级的铁磁性颗粒（如磁铁矿）均匀分散在载体液体中形成。这些纳米颗粒通常会被表面活性剂包裹，以防止它们团聚，从而保持流体的稳定性。 磁性流体的神奇特性： 当外部磁场施加到磁性流体上时，这些纳米颗粒会沿着磁力线重新排列，形成奇特的“ spikes ”（尖峰）结构。这种现象不仅在视觉上极具冲击力，更是其智能响应性的直接体现。磁性流体在磁场作用下的变形能力，使其成为一种动态可调的材料。 磁性流体的制备与构成： 我们将简要介绍磁性流体的制备过程，包括纳米颗粒的合成、表面改性以及与载体液体的混合。理解其组成成分——纳米颗粒的性质（大小、磁性）、表面活性剂的选择以及载体液体的种类（水基、油基等）——对于调控其最终性能至关重要。 磁性流体的物理原理： 磁性流体的响应性源于颗粒的磁畴排列和颗粒间的磁相互作用。我们将探讨朗之万偶极模型（Langevin dipole model）等理论，解释在不同磁场强度下，颗粒如何自发磁化并表现出不同程度的磁性。当外部磁场消失时，颗粒的磁性会迅速减弱，流体恢复其原有形态。 超越磁性流体：更广泛的智能材料： 磁性流体只是智能材料大家族中的一员。我们将进一步拓展视野，探讨其他类型的智能材料，它们能够对不同的外部刺激做出响应，例如： 形状记忆合金（Shape Memory Alloys）： 在特定温度下能够恢复预设形状。 压电材料（Piezoelectric Materials）： 在受力时产生电荷，或在施加电场时发生形变。 热致变色材料（Thermochromic Materials）： 随温度变化改变颜色。 光致变色材料（Photochromic Materials）： 随光照强度或波长改变颜色。 电致流变流体（Electrorheological Fluids, ER Fluids）： 它们的黏度会随着施加电场强度的变化而改变，与磁性流体的磁响应性类似，但响应的是电场。 智能材料的设计原理： 无论是磁性流体还是其他智能材料，它们的“智能”都源于其特殊的微观结构或化学组成，这些结构/组成能够与外部能量或物理场发生相互作用，从而触发宏观性能的变化。我们将讨论材料设计中的结构-性能关系，以及如何通过精细调控材料的组成和微观结构来实现期望的响应特性。 第三篇：科技前沿的应用——从理论到实践 非牛顿流体和智能材料的独特属性，为众多尖端技术和日常应用提供了无限可能。在本篇中，我们将深入探讨这些物质在各个领域的应用，展示科学研究如何转化为实际的科技成果。 非牛顿流体的工业应用： 食品加工： 无论是烘焙、乳制品还是酱料的生产，对流变性的精确控制都是保证产品质地和口感的关键。 涂料与油墨： 剪切变稀的特性使得涂料易于喷涂和刷涂，而触变性则能防止沉淀。 石油开采： 钻井液的流变性需要精确调控，以确保钻头的润滑和岩屑的输送。 医药与化妆品： 药膏、乳液和化妆品的涂抹感受，很大程度上取决于其流变学特性。 磁性流体的应用： 密封技术： 磁性流体可以形成无接触的液体密封，用于防止气体或液体泄漏，例如在硬盘驱动器和真空设备中。 减震与阻尼： 磁性流体减震器可以根据外部环境实时调整阻尼系数，广泛应用于汽车悬挂系统和精密仪器。 医疗领域： 磁性流体有望用于靶向药物输送、磁共振造影剂以及微创手术中的应用。 显示技术： 磁性流体的动态成像能力正在被探索用于新型显示器和艺术装置。 其他智能材料的应用： 航空航天： 形状记忆合金用于飞机部件的自动展开和修复。 汽车工业： 压电材料用于传感器和发动机控制。 电子产品： 智能材料是传感器、执行器和新型电子器件的核心。 生物医学工程： 仿生材料、药物释放系统以及组织工程等领域。 面临的挑战与未来展望： 尽管智能材料的应用前景广阔，但仍然面临着成本、可制造性、稳定性以及与现有技术集成等方面的挑战。我们将探讨这些挑战，并对未来智能材料的发展趋势进行展望，例如纳米材料与智能材料的结合、多功能智能材料的设计以及人工智能在材料设计与应用中的作用。 结语 从理解物质最基本的流动规律，到探索其对外部刺激的智能响应，本书旨在激发读者对物质科学的好奇心。这些看似“神奇”的物质，其背后都蕴藏着严谨的科学原理。通过深入了解非牛顿流体和磁性流体等智能材料，我们不仅能更好地理解我们所处的世界，更能为未来的科技创新和可持续发展贡献智慧和力量。这趟探索物质奥秘的旅程，才刚刚开始。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的，不仅仅是对科学知识的渴求，更是一种对世界无限可能性的感悟。我脑海中浮现出的，是关于磁性液体如何被应用于超导材料、信息存储，甚至是在新能源领域扮演关键角色的画面。想象一下，未来的交通工具不再依赖轮胎，而是漂浮在磁性液体之上，无声无息地滑行；抑或是，我们的电脑不再有机械硬盘，取而代之的是利用磁性液体进行信息编码和读写的超高速存储设备。我希望书中能够描绘出这样激动人心的未来场景，并提供切实可行的科学路径。我甚至在想，如果磁性液体能够模拟生物体的运动，是否有可能在机器人技术领域带来革命性的突破？它会不会成为新一代智能机器人的“血液”？这本书，对我而言，是一扇通往未来科技大门的钥匙。

评分☆☆☆☆☆

读这本书，我仿佛置身于一个充满想象力的实验室内，空气中弥漫着科学的严谨与创新的气息。作者李德才先生的名字，让我对内容的深度和专业性有了更高的期待。我推测，书中必然会涉及到一些关于磁性原理的基础知识，然后在此基础上，深入探讨磁性液体这一特殊的物质形态。它是否是液态金属的一种？还是某种纳米材料的集合体？我设想，书中可能会用大量的图示和数据来支撑其理论，从微观层面解析磁性液体粒子的运动规律，以及它们在磁场作用下所展现出的惊人动态。我特别好奇，这种液体在高温或低温下的表现会如何？在不同的磁场强度下，它的形态又会发生怎样的变化？我渴望了解，这些细微的差别背后，隐藏着怎样深刻的物理定律。或许，它还能与生物体发生某种奇妙的相互作用，开启医疗领域的新篇章。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本书，就被那封面上流动的、变幻莫测的色彩深深吸引。一种前所未有的好奇心瞬间被点燃，迫不及待地想探寻这“神奇的磁性液体”究竟蕴含着怎样的奥秘。在我的想象中，它或许是一种能够与磁场互动，产生各种奇妙形态的神奇物质，如同科幻电影中的道具一般，充满了无限的可能性。我甚至开始畅想，如果这样的液体真实存在，它能为我们的生活带来怎样的改变？或许能让我们的科技更进一步，或者为艺术创作带来全新的灵感。我期待着书中能够详细阐述这种液体的构成、性质，以及它在科学研究和实际应用中的独特之处。是基于某种特殊的化学反应，还是利用了尚未被大众熟知的物理原理？我脑海中充满了各种猜测，仿佛一位即将踏上未知旅程的探险家，渴望在书本的世界里找到答案，揭开这层神秘的面纱，领略科学的魅力。

评分☆☆☆☆☆

从书名“神奇的磁性液体”以及作者李德才先生的名字，我预感到这本书的内容将是集科学性、趣味性与前瞻性于一体的。我期待它能以一种易于理解的方式，向我展示磁性液体的基本原理，比如它为何会具有磁性，以及这些磁性液体与我们熟悉的固体磁铁有何不同。我猜想，书中可能会介绍一些经典的实验，例如用磁铁吸引或排斥磁性液体，观察其形成的各种有趣图案。同时，我也希望能了解，这种神奇的液体在现实生活中是否存在一些已知的应用，哪怕是初步的尝试。它是否被用在某些特定的工业设备中？或者在科研机构的某些前沿实验里发挥着作用？我对这些实际应用的探索充满了兴趣，希望这本书能够拓宽我的视野，让我看到科学研究如何一步步从理论走向实践。

评分☆☆☆☆☆

当我在书架上看到这本书时，一种莫名的亲切感油然而生。仿佛它就应该存在于我的阅读清单中，等待我去发掘其中的精彩。我设想着，这本书的语言风格会是严谨而不失生动，既有科学的深度，又能让普通读者轻松领会。我期盼着，李德才先生能够以一种循序渐进的方式，引导我一步步走进磁性液体的世界。从最基本的概念讲起，然后逐步深入到其复杂的物理化学性质，最后可能会触及到它在未来可能扮演的重要角色。我希望书中能够有大量的插图和实例，帮助我更好地理解那些抽象的科学原理。也许，它会介绍一些关于磁性液体色彩变幻、形状模拟的奇妙景象，让我感受到科学之美。这本书，对我而言，是一次与未知领域的深度对话，我渴望从中获得知识的启迪和思想的震撼。