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中国学科发展战略·软凝聚态物理学（中） 
定 价：198 元 丛书名：国家科学思想库 学术引领系列 国家自然科学基金委员会
9 7 6 8 2 7 1 0 4 3 6 0 7 读者对象:本书适用于软凝聚态物理学相关研究者 
软物质广泛存在于自然界以及人类的生产生活中，泛指处于固体和理想流体之间的复杂凝聚态物质，如胶体、液晶、高分子等。软物质以其显著熵效应、高度非线性以及复杂多样结构等一系列特性引起了科学界的高度关注。近三十年多来，针对软物质的基础研究及应用开发取得了大量重要成果，形成了物理学的一个新的重要分支——软凝聚态物理学。《中国学科发展战略·软凝聚态物理学（中）》汇集国内外数十位专家，对当前该领域各个主要方向的发展历史、研究热点以及未来趋势进行了详细介绍，是读者全面了解软凝聚态物理学的实用指南。
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凝聚态,物理学
目录
总序 i 摘要 v Abstract xvii 中 第五章 橡胶类材料的弹性理论 487 第一节 引言及发展历程 487 一、化学结构、硫化反应 488 二、橡胶弹性的早期理论 489 第二节 橡胶的经典弹性理论 489 一、理想高斯链的统计性质 489 二、经典理论 490 三、经典理论的局限性 491 第三节 最近20~30年的研究进展 492 一、弹性涨落理论 492 二、液晶弹性体的弹性理论 492 三、近晶相液晶弹性体 494 第四节 学科前沿问题及发展趋势 496 参考文献 496 第六章 聚合物囊泡 498 第一节 引言 498 第二节 前沿进展 499 一、囊泡的分类 499 二、聚合物囊泡的发展 501 三、聚合物囊泡的结构与性能 517 四、聚合物囊泡的应用 533 第三节 结论和展望 539 参考文献 540 第七章 液晶弹性体：性能与形变 550 第一节 引言 550 第二节 液晶弹性体的结构与性能 552 一、介晶基元-高分子链的连接与各向异性 552 二、各向异性与形变性能 554 三、交联度与响应性 556 第三节 液晶弹性体的刺激响应行为 558 一、热响应液晶弹性体 558 二、电响应液晶弹性体 566 三、液晶弹性体的光响应行为 571 四、液晶弹性体复合材料的响应性行为 585 第四节 未来5~10年重点发展方向 588 第五节 结语 589 参考文献 590 第八章 液晶显示器件 599 第一节 引言 599 第二节 发展历程 601 第三节 液晶显示器件的原理 603 一、液晶的取向有序参量 603 二、液晶的介电各向异性 604 三、液晶的双折射 604 四、液晶显示器件的基本结构和原理 606 第四节 最近二三十年的研究进展 608 一、液晶显示模式 608 二、液晶显示器件结构 612 第五节 学科前沿问题 614 一、蓝相液晶显示 614 二、铁电液晶显示 617 三、量子点技术 619 第六节 与实际需求结合的重大问题 620 一、响应时间 620 二、大尺寸 620 三、背光源 620 第七节 未来5~10年学科发展趋势 621 一、柔性显示 621 二、3D显示 621 参考文献 622 第九章 颗粒物质宏观模型 625 第一节 引言 625 第二节 颗粒固体物理发展历程 628 第三节 颗粒材料本构理论研究进展 631 第四节 学科前沿问题 634 一、颗粒物质体系理论模型 634 二、颗粒阻塞相变与玻璃化转变 637 三、颗粒物质体系微观结构 639 第五节 与实际需求结合的重大问题 643 第六节 未来5~10年学科发展趋势 645 参考文献 647 第五篇 软物质低维与界面体系 第一章 受限液晶系统的理论新进展 657 第一节 引言 657 第二节 液晶理论模型的发展 660 一、指向序参量 660 二、Onsager模型 660 三、Maier-Saupe平均场理论发展 662 四、Landau-de Gennes展开 662 五、Frank弹性模型 662 六、液晶聚合物自洽场模型 663 第三节 最近二三十年的研究进展 663 一、液晶的表面浸润现象 663 二、二维平面受限液晶体系 665 三、限制在球面上的液晶分子指向场缺陷结构 669 第四节 学科前沿问题 672 一、限制在球面上的半刚性液晶体系的指向和缺陷行为 672 二、限制在两个嵌套的非同心球面之间的液晶体系 673 三、其他曲面上液晶分子结构的自洽场模拟 673 四、二维平面受限体系 674 五、三维受限体系中液晶分子的指向分布 675 第五节 与实际需求结合的重大问题 675 第六节 未来5~10年学科发展趋势 675 第七节 结语 676 参考文献 677 第二章 生物膜弹性理论 685 第一节 引言 685 第二节 学科发展背景和现状 687 一、历史背景 687 二、研究现状 690 第三节 生物膜弹性理论的前沿问题 693 一、膜形状方程的解析解 693 二、分相膜与脂畴 694 三、脂质膜泡分裂的颈端条件 695 四、膜与蛋白的相互作用 695 第四节 未来5~10年重点发展方向 696 一、膜方程的解析解 696 二、分相膜与脂畴 696 三、膜与蛋白质相互作用 697 第五节 结语 697 参考文献 698 第三章 聚合物纳米复合材料 701 第一节 引言 701 一、弹性体纳米复合材料 701 二、计算机模拟技术 705 第二节 发展背景和现状 708 一、聚合物纳米复合材料的热力学与动力学机制 708 二、聚合物纳米复合材料分子尺度上的结构与动力学性能 709 三、聚合物纳米复合材料的形貌 709 四、聚合物纳米复合材料的流变加工性能 710 五、聚合物纳米复合材料的力学增强性能 711 第三节 前沿问题 718 一、高强度聚合物纳米复合材料的设计 718 二、低动态滞后聚合物纳米复合材料的设计 718 三、形状记忆聚合物纳米复合材料的设计 720 四、自愈合聚合物纳米复合材料的设计 722 第四节 未来5~10年学科发展趋势 722 一、多尺度模拟技术的开发 722 二、分子水平上结构的精细设计与宏观性能的准确预测 723 第五节 结语 723 参考文献 724 第四章 仿生多尺度超浸润界面材料 728 第一节 引言 728 第二节 发展历程 729 第三节 最近二十年的研究进展 732 一、自然界中的超浸润表面 732 二、超浸润表面的仿生制备 738 三、超浸润表面的应用 743 第四节 学科前沿问题 748 第五节 与实际需求结合的重大问题 748 一、仿生蜘蛛丝集水纤维的制备 749 二、基于仿生智能纳米通道的先进能源转换体系 749 三、油水分离材料 750 四、仿生多尺度细胞黏附可控表面 750 第六节 未来5~10年的发展趋势 750 第七节 结语 751 参考文献 751 第五章 软材料的变形稳定性 757 第一节 引言 757 第二节 国内外研究进展 760 一、理论分析与数值方法 760 二、高分子软膜的稳定性 764 三、软基底上弹性薄膜的稳定性 768 四、生物软组织的生长或萎缩失稳 770 第三节 学科前沿问题 774 第四节 与实际需求结合的重大问题 776 一、基于失稳技术的柔性电子器件 776 二、基于失稳技术的先进功能表面制备 776 三、稳定性理论在生物医学工程的应用 777 第五节 未来5~10年学科发展趋势 777 第六节 结语 778 参考文献 779 第六章 胶体物理基础 788 第一节 引言 788 第二节 胶体悬浮液模型系统 791 第三节 胶体相互作用 792 一、原子的范德瓦耳斯相互作用 792 二、胶体球的相互作用 793 三、体积排斥相互作用及胶体的体积稳定 794 四、DLVO相互作用和胶体的静电稳定 795 五、硬球胶体模型 796 六、排空力 797 第四节 平衡性质和结构 801 一、径向分布函数 802 二、硬球胶体和近硬球胶体 804 三、带电胶体 807 第五节 胶体动力学 807 一、时间尺度和输运方程 807 二、Smoluchowski方程 811 三、动力学光散射 812 第六节 扩散性质 816 一、短时动力学 816 二、长时间动力学的唯象处理 820 第七节 进展和展望 822 参考文献 823 第七章 胶体在基础物理研究中的应用 828 第一节 引言 828 第二节 发展历程 828 第三节 最近二三十年的研究进展 830 一、结晶成核 831 二、经典成核理论的局限 833 三、非球形晶核 834 四、多步成核过程 834 五、Ostwald原理 835 六、晶体生长动力学 836 七、缺陷的性质 837 八、玻璃化转变 837 第四节 学科前沿问题 839 第五节 与实际需求结合的重大问题 840 第六节 未来5~10年学科发展趋势 841 参考文献 841 第八章 二维各向异性胶体热力学 848 第一节 引言 848 第二节 发展历程 848 第三节 最近二三十年的研究进展 850 一、各向异性胶体颗粒的制备技术 850 二、二维各向异性胶体系统的构建 854 三、二维各向异性胶体系统的研究 860 第四节 学科前沿问题 867 第五节 与实际需求结合的重大问题 868 第六节 未来5~10年学科发展趋势 869 参考文献 870 第九章 活性胶体 878 第一节 引言 878 第二节 发展历程 879 第三节 人工合成活性胶体的研究 880 一、驱动机制 880 二、相互作用与群体行为 886 第四节 细菌作为活性胶体的研究 889 一、单个细菌的运动行为和机制 889 二、细菌和边界的相互作用 890 三、细菌驱动物质输运 891 四、细菌的集体运动 891 第五节 学科前沿问题和未来展望 891 第六节 结语 892 参考文献 893 第十章 纤维体软物质 900 第一节 引言 900 第二节 发展历程 902 第三节 最近二三十年的研究进展 903 一、分形结构纤维体 904 二、单向传导与耗散功能纤维体 905 三、点阵结构功能织物 906 四、多相复合结构纤维体及纳-微尺度效应 908 五、竖绒纤维体与间隔织物 911 六、变密度及梯度分布纤维体 912 七、剪切增稠体与复合增稠体 913 八、功能与智能纤维 913 第四节 学科前沿问题 915 第五节 与实际需求结合的重大问题 916 一、分形结构纤维体的结构、性质和制备成形技术 917 二、正反向异性功能纤维体的结构、性能及成形技术 917 三、点阵结构功能与智能织物的结构、功能设计与表征及成形技术 917 四、多相复合纤维体及纳-微尺度效应的形及行为表征与成形技术 918 五、介观尺度竖绒体结构、行为及成形技术 918 六、变密度絮体和增稠体的变结构及行为的表征与成形技术 919 七、功能与智能纤维及3D打印织物的成形理论、技术与表征 919 八、软文物保护方式与技术和软物质的文明考证方法 920 第六节 未来5~10年学科发展趋势 920 参考文献 921 第十一章 微观尺度下的水：从准一维、二维受限空间到生物以及材料表面 926 第一节 引言 926 第二节 最近二三十年的进展 928 一、受限管道内准一维水链的特殊微观性质 928 二、微观尺度二维界面水的性质 930 三、生物以及材料界面水的性质 932 第三节 前沿问题 936 第四节 未来5~10年学科发展趋势 937 参考文献 938 第六篇 软物质生物体系 第一章 DNA及DNA分子计算 947 第一节 引言 947 第二节 学科发展历程 949 一、DNA分子动力学模拟方法的发展 949 二、DNA的结构和力学性质 954 三、DNA链替换反应 957 第三节 学科前沿和与实际需求结合的重大问题 960 一、核酸的分子动力学模拟 960 二、DNA粗粒化力场的发展 962 三、短链DNA刚性及其理论模型 963 四、DNA-DNA作用及DNA包装 965 五、DNA链替换反应微观理解和速率调控 968 六、DNA计算和复杂反应网络的设计与实现 969 七、DNA恒温可控自组装 970 八、细胞环境下DNA纳米器件设计和反应网络设计及其调控 972 第四节 未来5~10年学科发展趋势 973 参考文献 973 第二章 核酸分子机器 991 第一节 分子机器概念的提出 991 第二节 DNA分子机器 992 一、DNA分子机器的产生 992 二、驱动机制的发展 994 三、对外做功与能量输出 996 四、对核酸分子机器运动动力学的研究 997 第三节 DNA分子机器的应用 998 一、利用DNA分子机器构建智能表面 998 二、响应性纳米孔道构建 998 三、核酸纳米机器在纳米尺度调控功能基团间距离的应用 999 四、核酸纳米机器在可控释放和药物运载方面的应用 1000 第四节 展望 1001 参考文献 1002 第三章 蛋白质分子折叠、聚集和功能运动动力学 1004 第一节 蛋白质分子的基本特性 1004 一、蛋白质的基本组成 1004 二、蛋白质的基本结构 1006 第二节 蛋白质折叠 1009 一、蛋白质折叠的基本概念 1009 二、蛋白质折叠的能量面漏斗理论 1011 三、与功能相关的构象运动和变构 1013 第三节 蛋白质折叠的几个模型研究 1014 一、HP模型 1014 二、HZ拉链模型 1014 三、Go模型 1015 四、全原子分子动力学折叠模拟 1016 五、蛋白质折叠的简单性 1017 第四节 蛋白质折叠、聚集的前沿课题 1019 一、复杂物理因素对蛋白质功能结构形成和构象运动的调控作用 1019 二、金属离子调控蛋白质功能结构形成和运动方面 1020 三、生物力学调控蛋白质功能结构形成和构象变化方面 1020 四、纳米粒子和固体表面调控蛋白质功能结构变化及运动方面 1021 五、含硫键蛋白质的折叠和聚集的模拟方面 1022 六、金属离子诱导的蛋白二聚化、三聚化等寡聚化过程方面 1022 第五节 结语 1023 参考文献 1023 第四章 蛋白质结构预测 1026 第一节 引言 1026 第二节 发展历程 1028 一、基于模板的结构预测 1030 二、无模板的结构预测 1033 三、国际蛋白质结构预测技术评估大赛 1036 四、几种流行的结构预测方法 1039 第三节 前沿问题 1041 第四节 未来5~10年重点发展方向 1043 第五节 结语 1044 参考文献 1045 上 第一篇 绪论 第二篇 软物质的理论基础 第一章 软物质体系的主要理论 第二章 高分子物理理论与模拟 第三章 蠕虫状链模型在高分子物理研究中的应用 第四章 嵌段共聚物中的相和相变 第五章 聚合物刷的计算机模拟研究 第六章 软物质中的连续介质力学基础 第七章 软物质系颗粒材料扩散行为建模 第三篇 软物质的实验方法 第一章 软物质实验方法前沿：单分子操控技术 第二章 蛋白质力学特性的单分子力谱研究 第三章 单分子荧光技术在生物物理研究中的应用 第四章 摄像显微技术在实验软物质物理中的应用 第五章 高分子超薄膜表征技术 第六章 小角散射技术在软物质表征中的应用 第七章 癌细胞侵袭转移的实验方法 第四篇 软物质介观体系 第一章 超分子凝胶与介观结构 第二章 手性超分子自组装与应用 第三章 从“纳米原子”到巨型分子 第四章 软物质热学超构材料 下 第五章 生物分子马达 第六章 细胞骨架 第七章 细胞软物质力学及其在生理病理机制中的作用 第八章 生物大分子的静电学 第九章 癌细胞信号处理的生物物理建模 第十章 细菌运动的物理生物学 第十一章 纳米颗粒与蛋白以及细胞膜等的相互作用 第十二章 生物信息大数据挖掘 第七篇 软物质交叉领域 第一章 抗污染、智能、便携式可穿戴微流控器件 第二章 活性物质动力学 第三章 智能软聚合物及其应用 第四章 场诱导智能软物质材料 第五章 基于生物矿化构建的“生物-材料”复合体 关键词索引 彩图
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