软物质体系的熵调控

目录
丛书序
前言
第1章 熵与软物质 1
1.1 热力学第二定律和熵概念的提出 1
1.2 熵的物理意义及主要形式 4
1.3 软物质体系简介 6
1.4 软物质体系中的熵效应举例 9
1.4.1 聚合物构象熵介导纳米粒子自组装 9
1.4.2 振动熵和旋转熵稳定的胶体粒子自组装 12
1.4.3 生命体系里典型的熵驱动生物物理现象 13
1.5 本书内容 15
参考文献 16
第2章 熵致有序 18
2.1 液晶的Onsager理论 18
2.1.1 非理想溶液中的热力学 18
2.1.2 基于Onsager理论的球柱硬棒模型 20
2.1.3 Onsager理论的物理启示 23
2.2 胶体硬球凝固结晶 24
2.3 熵致有序的物理内涵 25
2.3.1 可见有序与微观无序 25
2.3.2 多熵类型的竞争有序 26
参考文献 28
第3章 熵力 29
3.1 基本作用力与熵力 29
3.2 熵力的特征 31
3.2.1 统计宏观性 31
3.2.2 涌现性 32
3.2.3 单向性 32
3.3 典型的熵力 32
3.3.1 渗透压 32
3.3.2 排空力 34
3.3.3 形状定向熵力 36
3.4 探寻熵力的统一 38
参考文献 40
第4章 强熵效应 41
4.1 自由能中的能与熵 41
4.2 高熵体系与强熵效应 43
4.3 强熵效应的特性 48
4.3.1 强熵效应往往伴随反直觉性 48
4.3.2 能量介导的涌现行为 50
4.3.3 受限空间或者极端条件容易诱发强熵效应 52
4.3.4 强熵效应依赖于结构单元的本征性质 55
参考文献 58
第5章 熵调控策略 60
5.1 软物质体系的结构和性能调控 60
5.2 从焓调控策略到熵调控策略 66
5.2.1 焓调控策略的启示 66
5.2.2 从焓调控到熵调控 68
5.2.3 发展熵调控策略的重要意义 69
5.3 熵调控策略的核心思想 71
5.3.1 前提 71
5.3.2 从基元出发 72
5.3.3 强熵效应是关键 73
5.3.4 基于熵效应的动态化、功能化及精细化调控 74
5.3.5 特别注意熵效应中基元间的协同关系 75
5.3.6 充分理解熵与能的交缠 76
5.4 熵调控策略的外部途径 77
5.4.1 空间限域效应 77
5.4.2 堆积 79
5.4.3 非平衡态 81
5.5 熵调控策略的内部途径 83
5.5.1 柔顺性 83
5.5.2 形状 85
5.5.3 尺寸 86
5.5.4 表面性质 88
参考文献 90
第6章 胶体体系的熵调控 94
6.1 形状熵与各向异性胶体粒子 94
6.2 自组装，堆积 97
6.2.1 自组装 97
6.2.2 堆积 98
6.2.3 自组装与堆积的关系 99
6.3 熵键与熵晶体 101
6.4 熵稳定的胶体晶体 102
6.5 熵效应与成核 105
6.6 排空效应与自组装 107
参考文献 109
第7章 构象熵与大分子体系 111
7.1 高分子链的构象理论 111
7.1.1 理想链 (自由旋转链) 模型 111
7.1.2 刚性链模型 113
7.2 构象熵主导的结构相变 116
7.3 构象熵与聚合物纳米复合体系 118
7.4 半刚性链的强熵效应 121
7.5 超分子与凝胶体系中的构象熵效应 124
参考文献 129
第8章 生命体系中的熵效应 132
8.1 熵与生命 132
8.2 熵介导的膜蛋白组织与功能实现 133
8.3 蛋白质折叠与构象熵 138
8.4 极端条件下生命体系里的熵效应 140
8.5 熵与生命体系里的相分离 141
参考文献 144
第9章 非平衡体系中的熵效应 147
9.1 非平衡态与熵流 147
9.2 信息熵与非平衡相变 149
9.2.1 麦克斯韦妖与信息熵 149
9.2.2 信息熵在非平衡相变中的应用 150
9.3 最小熵产生原理与耗散结构 152
9.3.1 最小熵产生原理 152
9.3.2 耗散结构与非平衡结构组织 154
参考文献 156
索引 157