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《能源与可持续发展创新材料》是 “工程材料” 系列丛书的重要著作,聚焦光学、电子、机械、航空航天、医疗、生物及纳米工程等多个领域的创新结构材料与功能材料及复合材料,为相关领域专业人士、学生和材料科学爱好者呈现了高质量的综述成果。本书由卡尔顿・A・塔夫特与塞尔吉奥・里卡多・德・拉萨罗联合主编,汇聚了多国科研学者的研究精华,于 2026 年由施普林格自然瑞士股份公司独家出版发行,已被 Compendex(2021 年)和 Scopus(2022 年)等知名数据库收录。
全书结构清晰,涵盖多个前沿研究主题,核心内容围绕新型材料的合成、改性、性能及应用展开。在二硫化钼(MoS₂)纳米结构研究方面,详细阐述了从零维到三维的定制化形貌合成技术,包括水热法、溶剂热法、化学气相沉积等化学合成路径,以及机械研磨、超声辅助液相剥离等物理方法,并深入探讨了金属掺杂、非金属功能化、缺陷工程等改性策略,揭示了这些技术在提升材料电子导电性、催化效率方面的关键作用,为其在纳米电子学、电催化、储能和生物医学等领域的应用提供了理论指导。
量子点相关章节则展现了这一 2023 年诺贝尔化学奖相关技术的多学科应用价值。作为零维半导体纳米晶体,量子点具有尺寸依赖的量子限制效应,其荧光波长和带隙可精准调控。书中系统介绍了 Ⅱ-Ⅵ 族、Ⅲ-Ⅴ 族、碳基、钙钛矿等不同类型量子点的制备方法与特性,重点论述了其在生物医学(癌症诊疗、生物成像、药物递送)、能源(太阳能电池、燃料电池、储能器件)、量子计算与光子学等领域的创新应用,展现了其在多模态成像、高效能量转换、量子信息处理等方面的独特优势。
非钙钛矿 ABO₃化合物章节聚焦钛铁矿型 FeTiO₃、方铁锰矿型 FeMnO₃等材料,对比了其与传统钙钛矿结构的差异,深入分析了晶体结构、磁学性能、电子特性、介电性能及热输运性能,指出这些材料在自旋电子学、锂离子电池负极、催化等领域的应用潜力。此外,书中还探讨了工业过程模拟器在生物质转化中的应用,涵盖热化学转化(燃烧、气化、热解)、生物化学转化(厌氧消化、发酵)等技术路径,通过 Aspen Plus、SuperPro Designer 等模拟工具的应用案例,展现了模拟技术在优化工艺参数、评估经济可行性、降低开发成本方面的重要作用。
在金属配合物抗癌研究方面,书中针对钌(Ⅱ)-η⁶- 对伞花烃 - 三氟苄基膦配合物进行了密度泛函理论(DFT)模拟分析,探究了其分子稳定性、溶剂效应及与 DNA 碱基对的相互作用机制,为新型抗癌金属配合物的设计与开发提供了理论支撑。
本书通过整合多学科研究成果,全面呈现了能源与可持续发展领域创新材料的前沿动态与应用前景,不仅为科研人员提供了系统的理论参考和技术借鉴,也为推动相关材料的工业化应用、助力可持续发展目标的实现奠定了坚实基础,是材料科学与工程领域极具价值的专业著作。