軟物質體系的熵調控

目錄
叢書序
前言
第1章 熵與軟物質 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 軟物質體系簡介 6
1.4 軟物質體系中的熵效應舉例 9
1.4.1 聚合物構象熵介導納米粒子自組裝 9
1.4.2 振動熵和旋轉熵穩(wěn)定的膠體粒子自組裝 12
1.4.3 生命體系里典型的熵驅動生物物理現象 13
1.5 本書內容 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 膠體硬球凝固結晶 24
2.3 熵致有序的物理內涵 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 統計宏觀性 31
3.2.2 涌現性 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 探尋熵力的統一 38
參考文獻 40
第4章 強熵效應 41
4.1 自由能中的能與熵 41
4.2 高熵體系與強熵效應 43
4.3 強熵效應的特性 48
4.3.1 強熵效應往往伴隨反直覺性 48
4.3.2 能量介導的涌現行為 50
4.3.3 受限空間或者極端條件容易誘發(fā)強熵效應 52
4.3.4 強熵效應依賴于結構單元的本征性質 55
參考文獻 58
第5章 熵調控策略 60
5.1 軟物質體系的結構和性能調控 60
5.2 從焓調控策略到熵調控策略 66
5.2.1 焓調控策略的啟示 66
5.2.2 從焓調控到熵調控 68
5.2.3 發(fā)展熵調控策略的重要意義 69
5.3 熵調控策略的核心思想 71
5.3.1 前提 71
5.3.2 從基元出發(fā) 72
5.3.3 強熵效應是關鍵 73
5.3.4 基于熵效應的動態(tài)化、功能化及精細化調控 74
5.3.5 特別注意熵效應中基元間的協同關系 75
5.3.6 充分理解熵與能的交纏 76
5.4 熵調控策略的外部途徑 77
5.4.1 空間限域效應 77
5.4.2 堆積 79
5.4.3 非平衡態(tài) 81
5.5 熵調控策略的內部途徑 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 88
參考文獻 90
第6章 膠體體系的熵調控 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 熵效應與成核 105
6.6 排空效應與自組裝 107
參考文獻 109
第7章 構象熵與大分子體系 111
7.1 高分子鏈的構象理論 111
7.1.1 理想鏈 (自由旋轉鏈) 模型 111
7.1.2 剛性鏈模型 113
7.2 構象熵主導的結構相變 116
7.3 構象熵與聚合物納米復合體系 118
7.4 半剛性鏈的強熵效應 121
7.5 超分子與凝膠體系中的構象熵效應 124
參考文獻 129
第8章 生命體系中的熵效應 132
8.1 熵與生命 132
8.2 熵介導的膜蛋白組織與功能實現 133
8.3 蛋白質折疊與構象熵 138
8.4 極端條件下生命體系里的熵效應 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 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用 150
9.3 最小熵產生原理與耗散結構 152
9.3.1 最小熵產生原理 152
9.3.2 耗散結構與非平衡結構組織 154
參考文獻 156
索引 157