軟物質(zhì)體系的熵調(diào)控

目錄
叢書序
前言
第1章 熵與軟物質(zhì) 1
1.1 熱力學第二定律和熵概念的提出 1
1.2 熵的物理意義及主要形式 4
1.3 軟物質(zhì)體系簡介 6
1.4 軟物質(zhì)體系中的熵效應(yīng)舉例 9
1.4.1 聚合物構(gòu)象熵介導納米粒子自組裝 9
1.4.2 振動熵和旋轉(zhuǎn)熵穩(wěn)定的膠體粒子自組裝 12
1.4.3 生命體系里典型的熵驅(qū)動生物物理現(xiàn)象 13
1.5 本書內(nèi)容 15
參考文獻 16
第2章 熵致有序 18
2.1 液晶的Onsager理論 18
2.1.1 非理想溶液中的熱力學 18
2.1.2 基于Onsager理論的球柱硬棒模型 20
2.1.3 Onsager理論的物理啟示 23
2.2 膠體硬球凝固結(jié)晶 24
2.3 熵致有序的物理內(nèi)涵 25
2.3.1 可見有序與微觀無序 25
2.3.2 多熵類型的競爭有序 26
參考文獻 28
第3章 熵力 29
3.1 基本作用力與熵力 29
3.2 熵力的特征 31
3.2.1 統(tǒng)計宏觀性 31
3.2.2 涌現(xiàn)性 32
3.2.3 單向性 32
3.3 典型的熵力 32
3.3.1 滲透壓 32
3.3.2 排空力 34
3.3.3 形狀定向熵力 36
3.4 探尋熵力的統(tǒng)一 38
參考文獻 40
第4章 強熵效應(yīng) 41
4.1 自由能中的能與熵 41
4.2 高熵體系與強熵效應(yīng) 43
4.3 強熵效應(yīng)的特性 48
4.3.1 強熵效應(yīng)往往伴隨反直覺性 48
4.3.2 能量介導的涌現(xiàn)行為 50
4.3.3 受限空間或者極端條件容易誘發(fā)強熵效應(yīng) 52
4.3.4 強熵效應(yīng)依賴于結(jié)構(gòu)單元的本征性質(zhì) 55
參考文獻 58
第5章 熵調(diào)控策略 60
5.1 軟物質(zhì)體系的結(jié)構(gòu)和性能調(diào)控 60
5.2 從焓調(diào)控策略到熵調(diào)控策略 66
5.2.1 焓調(diào)控策略的啟示 66
5.2.2 從焓調(diào)控到熵調(diào)控 68
5.2.3 發(fā)展熵調(diào)控策略的重要意義 69
5.3 熵調(diào)控策略的核心思想 71
5.3.1 前提 71
5.3.2 從基元出發(fā) 72
5.3.3 強熵效應(yīng)是關(guān)鍵 73
5.3.4 基于熵效應(yīng)的動態(tài)化、功能化及精細化調(diào)控 74
5.3.5 特別注意熵效應(yīng)中基元間的協(xié)同關(guān)系 75
5.3.6 充分理解熵與能的交纏 76
5.4 熵調(diào)控策略的外部途徑 77
5.4.1 空間限域效應(yīng) 77
5.4.2 堆積 79
5.4.3 非平衡態(tài) 81
5.5 熵調(diào)控策略的內(nèi)部途徑 83
5.5.1 柔順性 83
5.5.2 形狀 85
5.5.3 尺寸 86
5.5.4 表面性質(zhì) 88
參考文獻 90
第6章 膠體體系的熵調(diào)控 94
6.1 形狀熵與各向異性膠體粒子 94
6.2 自組裝，堆積 97
6.2.1 自組裝 97
6.2.2 堆積 98
6.2.3 自組裝與堆積的關(guān)系 99
6.3 熵鍵與熵晶體 101
6.4 熵穩(wěn)定的膠體晶體 102
6.5 熵效應(yīng)與成核 105
6.6 排空效應(yīng)與自組裝 107
參考文獻 109
第7章 構(gòu)象熵與大分子體系 111
7.1 高分子鏈的構(gòu)象理論 111
7.1.1 理想鏈 (自由旋轉(zhuǎn)鏈) 模型 111
7.1.2 剛性鏈模型 113
7.2 構(gòu)象熵主導的結(jié)構(gòu)相變 116
7.3 構(gòu)象熵與聚合物納米復(fù)合體系 118
7.4 半剛性鏈的強熵效應(yīng) 121
7.5 超分子與凝膠體系中的構(gòu)象熵效應(yīng) 124
參考文獻 129
第8章 生命體系中的熵效應(yīng) 132
8.1 熵與生命 132
8.2 熵介導的膜蛋白組織與功能實現(xiàn) 133
8.3 蛋白質(zhì)折疊與構(gòu)象熵 138
8.4 極端條件下生命體系里的熵效應(yīng) 140
8.5 熵與生命體系里的相分離 141
參考文獻 144
第9章 非平衡體系中的熵效應(yīng) 147
9.1 非平衡態(tài)與熵流 147
9.2 信息熵與非平衡相變 149
9.2.1 麥克斯韋妖與信息熵 149
9.2.2 信息熵在非平衡相變中的應(yīng)用 150
9.3 最小熵產(chǎn)生原理與耗散結(jié)構(gòu) 152
9.3.1 最小熵產(chǎn)生原理 152
9.3.2 耗散結(jié)構(gòu)與非平衡結(jié)構(gòu)組織 154
參考文獻 156
索引 157