软物质的功能智能特性及其应用

本书系统地介绍了软物质功能智能材料的基本原理和物理、化学、力学特性，以接收外界响应和应用范围的不同将软物质功能材料分为电响应软物质材料、磁响应软物质材料、光响应软物质材料、温度响应软物质材料、化学响应软物质材料、柔性功能软物质材料等六类，侧重介绍这些功能智能软物质材料的响应规律和机理、合成制备、成分、结构、性质、表征、测量及应用。本书内容丰富，条理清晰，采用典型软物质材料的实例来阐释功能材料的制备与特性、化学成分、物理结构与宏观性质，适合物理类、材料类、化学类专业的本科生和研究生阅读，亦可供软物质物理、材料、化学相关领域专业科研人员、工程技术人员参考。

丛书序
前言
第1章 绪论 1
1.1 软物质的定义及其功能智能特性 1
1.2 软物质功能智能材料的研究范围和现状 2
1.3 软物质功能智能材料的应用前景和发展趋势 3
第2章 电响应软物质材料 5
2.1 电流变液的成分 6
2.1.1 分散相 6
2.1.2 连续相 16
2.1.3 添加剂 18
2.2 电流变液的性质 23
2.2.1 电流变液流变性质 23
2.2.2 电流密度 24
2.2.3 抗沉降性 24
2.2.4 再分散性 25
2.3 电流变液的微观原理 25
2.3.1 纤维理论 26
2.3.2 “水桥”理论 26
2.3.3 双电层极化理论 27
2.3.4 介电理论 27
2.3.5 极性分子的取向和成键模型 28
2.4 电流变液的应用简介 29
2.4.1 电流变减震器 29
2.4.2 电流变离合器 31
2.4.3 电流变超精细研磨加工技术 31
2.4.4 电流变可调光子能隙材料 32
2.4.5 其他应用 32
2.5 电流变液的重大突破——巨电流变液 33
2.5.1 巨电流变液的成分 33
2.5.2 巨电流变液的特性 33
2.5.3 巨电流变液新机制研究 34
2.6 电流变弹性体 35
2.6.1 电流变弹性体的分类和制备 35
2.6.2 电流变弹性体的物理机制 36
2.6.3 电流变弹性体的发展 38
2.6.4 电流变性能的影响因素 39
2.6.5 应用 40
2.7 小结与展望 41
参考文献 41
第3章 磁响应软物质材料——磁流变液 48
3.1 磁流变液概述 48
3.2 磁性的基础知识 49
3.2.1 磁性的起源 49
3.2.2 材料的磁性分类 50
3.3 磁流变液的基本模型 53
3.3.1 磁流变液的连续流体模型 53
3.3.2 磁流变液的磁化颗粒模型 54
3.3.3 磁流变液的工作模式 56
3.4 磁流变液的种类和合成方法 59
3.4.1 磁流变液的颗粒 59
3.4.2 磁流变液的载液 63
3.4.3 磁流变液的添加剂 64
3.4.4 反相磁流变液与磁性乳浊液 65
3.5 磁流变液的表征 66
3.5.1 磁流变液颗粒的表征 66
3.5.2 磁流变液的流变性表征 72
3.5.3 磁流变液的沉降表征 76
3.5.4 磁流变液表征的实例 78
3.6 磁流变液的实际应用 79
3.7 磁流变液的前景展望 83
参考文献 83
第4章 光响应软物质材料 86
4.1 光响应性软物质材料及其研究进展 86
4.2 光刺激响应高分子凝胶 86
4.2.1 光响应基团体系 87
4.2.2 间接光响应体系 89
4.2.3 直接光响应体系 91
4.2.4 由多种组分构成的光响应体系 93
4.3 含偶氮苯光响应基团的光致形变液晶弹性体 93
4.4 表面活性离子液体与偶氮苯衍生物构筑的光响应黏弹性蠕虫状胶束 96
4.5 小结与展望 96
参考文献 97
第5章 温度响应软物质材料 101
5.1 温度响应软物质材料概述 101
5.2 温度响应软物质材料种类、机理与应用 102
5.2.1 材料种类 102
5.2.2 热致材料普遍原理及性质 103
5.2.3 热致材料的应用 106
5.3 典型温度响应软物质材料 109
5.3.1 NIPAM类凝胶材料及应用 110
5.3.2 其他温敏型水凝胶材料及应用 117
5.4 小结 127
参考文献 127
第6章 化学响应软物质材料 136
6.1 化学响应软物质材料概述 136
6.1.1 离子响应型软物质材料 139
6.1.2 化学物质响应型软物材料 144
6.1.3 氧化还原响应型软物质材料 145
6.1.4 pH响应型软物质材料 148
6.2 化学响应软物质材料应用 152
参考文献 154
第7章 软物质功能智能材料与微流控技术 157
7.1 微流控芯片技术 157
7.1.1 微流控技术的发展 157
7.1.2 微流控芯片的分类与应用 158
7.1.3 微流控技术相关的材料合成与制备 159
7.2 软物质功能智能材料在微流控芯片中的合成与制备 164
7.2.1 单分散空心二氧化钛微球利用微流控技术的合成和制备 164
7.2.2 智能药物输送的磁功能化核/壳微球利用微流控技术的合成和制备 168
7.2.3 线状纤维材料利用微流控技术的合成和制备 175
7.3 软物质功能智能材料在微流控技术中的应用 178
7.3.1 导电聚二甲基硅氧烷智能材料在微流控中的应用 178
7.3.2 磁性薄膜智能材料在微流控中的应用 184
7.3.3 巨电流变液智能材料在微流控中的应用 190
7.4 小结与展望 195
参考文献 196
索引 204