神奇的磁性液體 李德纔 9787030488275 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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李德纔 著

圖書標籤:

• 磁性液體
• 物理學
• 科普
• 材料科學
• 化學
• 實驗
• 趣味科學
• STEM教育
• 李德纔
• 科學普及

店鋪： 智博天恒圖書專營店

齣版社： 科學齣版社有限責任公司

ISBN：9787030488275

商品編碼：29402634876

包裝：平脊精裝

齣版時間：2017-02-01

圖書基本信息
圖書名稱	神奇的磁性液體
作者	李德纔
定價	68.00元
齣版社	科學齣版社有限責任公司
ISBN	9787030488275
齣版日期	2017-02-01
字數
頁碼
版次	1
裝幀	平脊精裝
開本	B5
商品重量	0.4Kg

內容簡介

磁性液體是一種既能像液體一樣流動又能像固體磁性材料一樣被磁場吸引的膠體溶液。將直徑小於10納米的固體磁性顆粒通過的技術手段使其均勻地分布於水、煤油等液體當中，就形成瞭我們所說的磁性液體瞭。磁性液體以其獨特的性質，例如對磁場的響應特性、熱學特性以及光學特性等，使其在工業、航空航天，甚至醫學、藝術領域都有其獨特的應用。本書就以科普的方式嚮人們展示神奇的磁性液體，揭開其神秘的麵紗。

作者簡介

目錄

編輯推薦

導語_點評_推薦詞

文摘

序言

探索奇妙的物質世界：非牛頓流體與智能材料的奧秘 內容簡介 在我們觸手可及的日常生活中，物質以各種形態存在，從堅硬如岩石，到輕盈如空氣。然而，在這些我們習以為常的物理屬性背後，隱藏著更為復雜和令人著迷的現象。本書並非聚焦於某一本特定的書籍，而是旨在打開一扇通往物質科學前沿的大門，深入探討那些挑戰我們直觀認知，卻又充滿無限可能性的物質形態——尤其是非牛頓流體以及與磁性液體這一概念緊密相關的智能材料。我們將一同穿越學科的界限，從基礎的物理原理齣發，逐步揭示這些神奇物質背後的科學邏輯，並展望它們在未來科技和社會發展中的廣闊應用前景。 第一篇：打破常規的流動——非牛頓流體的世界 我們首先要理解的，是與我們日常經驗中的“普通”液體（牛頓流體）截然不同的行為模式。牛頓流體，如水和酒精，其黏度與剪切速率無關，施加多大的力，它們都會以可預測的方式流動。但非牛頓流體卻不然。它們的黏度會隨著外力（剪切速率）的改變而發生顯著變化，這使得它們的流動行為充滿瞭“驚喜”。 何為非牛頓流體？ 我們將從定義入手，區分剪切變稀（Shear-thinning）和剪切增稠（Shear-thickening）兩大類非牛頓流體。例如，玉米澱粉與水的混閤物便是經典的剪切增稠流體：當你緩慢地將手插入其中時，它像普通液體一樣柔軟；但當你快速地揮動拳頭打下去，它會變得異常堅硬，仿佛一塊固體。相反，油漆、番茄醬等在擠壓或攪拌時會變得更易流動，屬於剪切變稀流體。 微觀層麵的解釋： 理解這些宏觀現象，需要深入到物質的微觀結構。我們將探討非牛頓流體中粒子或分子間的相互作用如何決定其宏觀黏度變化。例如，懸浮在液體中的顆粒物、長鏈聚閤物分子的纏繞與解纏，或是膠體顆粒間的範德華力，都可能在外部應力作用下發生結構重組，從而影響流體的整體流動特性。我們將介紹一些基礎的流變學模型，如奧斯瓦爾德-德-瓦勒（Ostwald-de Waele）模型，來量化描述這些非牛頓行為。 不同類型的非牛頓流體： 除瞭剪切變稀和剪切增稠，我們還會介紹其他類型的非牛頓流體，例如： 塑性流體（Plastic Fluids）： 它們在達到一定的屈服應力之前錶現得像固體，一旦超過這個閾值，就會開始流動，如牙膏。 觸變性流體（Thixotropic Fluids）： 它們的黏度會隨著施加剪切的時間而降低，停止剪切後又會緩慢恢復，例如某些油漆和泥漿。 搖變性流體（Rheopectic Fluids）： 與觸變性相反，它們的黏度會隨著施加剪切的時間而增加，雖然這類流體相對少見。 非牛頓流體的普遍性： 非牛頓流體並非實驗室的奇特産物，它們廣泛存在於自然界和我們的日常生活中。從血液在血管中的流動（一種復雜的剪切變稀流體），到烹飪中的醬料和烘焙的麵團，再到地質學中的泥石流，非牛頓流體的行為模式深刻地影響著許多自然過程和工業應用。 第二篇：智能響應的物質——磁性流體與磁響應材料 在本篇中，我們將目光聚焦於一類能夠對外部磁場做齣智能響應的物質。其中，磁性流體（Ferrofluid）是最具代錶性的例子。磁性流體是一種穩定的膠體懸浮液，由納米級的鐵磁性顆粒（如磁鐵礦）均勻分散在載體液體中形成。這些納米顆粒通常會被錶麵活性劑包裹，以防止它們團聚，從而保持流體的穩定性。 磁性流體的神奇特性： 當外部磁場施加到磁性流體上時，這些納米顆粒會沿著磁力綫重新排列，形成奇特的“ spikes ”（尖峰）結構。這種現象不僅在視覺上極具衝擊力，更是其智能響應性的直接體現。磁性流體在磁場作用下的變形能力，使其成為一種動態可調的材料。 磁性流體的製備與構成： 我們將簡要介紹磁性流體的製備過程，包括納米顆粒的閤成、錶麵改性以及與載體液體的混閤。理解其組成成分——納米顆粒的性質（大小、磁性）、錶麵活性劑的選擇以及載體液體的種類（水基、油基等）——對於調控其最終性能至關重要。 磁性流體的物理原理： 磁性流體的響應性源於顆粒的磁疇排列和顆粒間的磁相互作用。我們將探討朗之萬偶極模型（Langevin dipole model）等理論，解釋在不同磁場強度下，顆粒如何自發磁化並錶現齣不同程度的磁性。當外部磁場消失時，顆粒的磁性會迅速減弱，流體恢復其原有形態。 超越磁性流體：更廣泛的智能材料： 磁性流體隻是智能材料大傢族中的一員。我們將進一步拓展視野，探討其他類型的智能材料，它們能夠對不同的外部刺激做齣響應，例如： 形狀記憶閤金（Shape Memory Alloys）： 在特定溫度下能夠恢復預設形狀。 壓電材料（Piezoelectric Materials）： 在受力時産生電荷，或在施加電場時發生形變。 熱緻變色材料（Thermochromic Materials）： 隨溫度變化改變顔色。 光緻變色材料（Photochromic Materials）： 隨光照強度或波長改變顔色。 電緻流變流體（Electrorheological Fluids, ER Fluids）： 它們的黏度會隨著施加電場強度的變化而改變，與磁性流體的磁響應性類似，但響應的是電場。 智能材料的設計原理： 無論是磁性流體還是其他智能材料，它們的“智能”都源於其特殊的微觀結構或化學組成，這些結構/組成能夠與外部能量或物理場發生相互作用，從而觸發宏觀性能的變化。我們將討論材料設計中的結構-性能關係，以及如何通過精細調控材料的組成和微觀結構來實現期望的響應特性。 第三篇：科技前沿的應用——從理論到實踐 非牛頓流體和智能材料的獨特屬性，為眾多尖端技術和日常應用提供瞭無限可能。在本篇中，我們將深入探討這些物質在各個領域的應用，展示科學研究如何轉化為實際的科技成果。 非牛頓流體的工業應用： 食品加工： 無論是烘焙、乳製品還是醬料的生産，對流變性的精確控製都是保證産品質地和口感的關鍵。 塗料與油墨： 剪切變稀的特性使得塗料易於噴塗和刷塗，而觸變性則能防止沉澱。 石油開采： 鑽井液的流變性需要精確調控，以確保鑽頭的潤滑和岩屑的輸送。 醫藥與化妝品： 藥膏、乳液和化妝品的塗抹感受，很大程度上取決於其流變學特性。 磁性流體的應用： 密封技術： 磁性流體可以形成無接觸的液體密封，用於防止氣體或液體泄漏，例如在硬盤驅動器和真空設備中。 減震與阻尼： 磁性流體減震器可以根據外部環境實時調整阻尼係數，廣泛應用於汽車懸掛係統和精密儀器。 醫療領域： 磁性流體有望用於靶嚮藥物輸送、磁共振造影劑以及微創手術中的應用。 顯示技術： 磁性流體的動態成像能力正在被探索用於新型顯示器和藝術裝置。 其他智能材料的應用： 航空航天： 形狀記憶閤金用於飛機部件的自動展開和修復。 汽車工業： 壓電材料用於傳感器和發動機控製。 電子産品： 智能材料是傳感器、執行器和新型電子器件的核心。 生物醫學工程： 仿生材料、藥物釋放係統以及組織工程等領域。 麵臨的挑戰與未來展望： 盡管智能材料的應用前景廣闊，但仍然麵臨著成本、可製造性、穩定性以及與現有技術集成等方麵的挑戰。我們將探討這些挑戰，並對未來智能材料的發展趨勢進行展望，例如納米材料與智能材料的結閤、多功能智能材料的設計以及人工智能在材料設計與應用中的作用。 結語 從理解物質最基本的流動規律，到探索其對外部刺激的智能響應，本書旨在激發讀者對物質科學的好奇心。這些看似“神奇”的物質，其背後都蘊藏著嚴謹的科學原理。通過深入瞭解非牛頓流體和磁性流體等智能材料，我們不僅能更好地理解我們所處的世界，更能為未來的科技創新和可持續發展貢獻智慧和力量。這趟探索物質奧秘的旅程，纔剛剛開始。

評分☆☆☆☆☆

從書名“神奇的磁性液體”以及作者李德纔先生的名字，我預感到這本書的內容將是集科學性、趣味性與前瞻性於一體的。我期待它能以一種易於理解的方式，嚮我展示磁性液體的基本原理，比如它為何會具有磁性，以及這些磁性液體與我們熟悉的固體磁鐵有何不同。我猜想，書中可能會介紹一些經典的實驗，例如用磁鐵吸引或排斥磁性液體，觀察其形成的各種有趣圖案。同時，我也希望能瞭解，這種神奇的液體在現實生活中是否存在一些已知的應用，哪怕是初步的嘗試。它是否被用在某些特定的工業設備中？或者在科研機構的某些前沿實驗裏發揮著作用？我對這些實際應用的探索充滿瞭興趣，希望這本書能夠拓寬我的視野，讓我看到科學研究如何一步步從理論走嚮實踐。

評分☆☆☆☆☆

讀這本書，我仿佛置身於一個充滿想象力的實驗室內，空氣中彌漫著科學的嚴謹與創新的氣息。作者李德纔先生的名字，讓我對內容的深度和專業性有瞭更高的期待。我推測，書中必然會涉及到一些關於磁性原理的基礎知識，然後在此基礎上，深入探討磁性液體這一特殊的物質形態。它是否是液態金屬的一種？還是某種納米材料的集閤體？我設想，書中可能會用大量的圖示和數據來支撐其理論，從微觀層麵解析磁性液體粒子的運動規律，以及它們在磁場作用下所展現齣的驚人動態。我特彆好奇，這種液體在高溫或低溫下的錶現會如何？在不同的磁場強度下，它的形態又會發生怎樣的變化？我渴望瞭解，這些細微的差彆背後，隱藏著怎樣深刻的物理定律。或許，它還能與生物體發生某種奇妙的相互作用，開啓醫療領域的新篇章。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的，不僅僅是對科學知識的渴求，更是一種對世界無限可能性的感悟。我腦海中浮現齣的，是關於磁性液體如何被應用於超導材料、信息存儲，甚至是在新能源領域扮演關鍵角色的畫麵。想象一下，未來的交通工具不再依賴輪胎，而是漂浮在磁性液體之上，無聲無息地滑行；抑或是，我們的電腦不再有機械硬盤，取而代之的是利用磁性液體進行信息編碼和讀寫的超高速存儲設備。我希望書中能夠描繪齣這樣激動人心的未來場景，並提供切實可行的科學路徑。我甚至在想，如果磁性液體能夠模擬生物體的運動，是否有可能在機器人技術領域帶來革命性的突破？它會不會成為新一代智能機器人的“血液”？這本書，對我而言，是一扇通往未來科技大門的鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

當我在書架上看到這本書時，一種莫名的親切感油然而生。仿佛它就應該存在於我的閱讀清單中，等待我去發掘其中的精彩。我設想著，這本書的語言風格會是嚴謹而不失生動，既有科學的深度，又能讓普通讀者輕鬆領會。我期盼著，李德纔先生能夠以一種循序漸進的方式，引導我一步步走進磁性液體的世界。從最基本的概念講起，然後逐步深入到其復雜的物理化學性質，最後可能會觸及到它在未來可能扮演的重要角色。我希望書中能夠有大量的插圖和實例，幫助我更好地理解那些抽象的科學原理。也許，它會介紹一些關於磁性液體色彩變幻、形狀模擬的奇妙景象，讓我感受到科學之美。這本書，對我而言，是一次與未知領域的深度對話，我渴望從中獲得知識的啓迪和思想的震撼。

評分☆☆☆☆☆

初次翻開這本書，就被那封麵上流動的、變幻莫測的色彩深深吸引。一種前所未有的好奇心瞬間被點燃，迫不及待地想探尋這“神奇的磁性液體”究竟蘊含著怎樣的奧秘。在我的想象中，它或許是一種能夠與磁場互動，産生各種奇妙形態的神奇物質，如同科幻電影中的道具一般，充滿瞭無限的可能性。我甚至開始暢想，如果這樣的液體真實存在，它能為我們的生活帶來怎樣的改變？或許能讓我們的科技更進一步，或者為藝術創作帶來全新的靈感。我期待著書中能夠詳細闡述這種液體的構成、性質，以及它在科學研究和實際應用中的獨特之處。是基於某種特殊的化學反應，還是利用瞭尚未被大眾熟知的物理原理？我腦海中充滿瞭各種猜測，仿佛一位即將踏上未知旅程的探險傢，渴望在書本的世界裏找到答案，揭開這層神秘的麵紗，領略科學的魅力。