标题：自然科学向导丛书(化学卷)-化之道
基本信息
作者：陈德展
ISBN：10位[7533146506]13位[9787533146504]
出版社：山东科学技术
出版日期：2007-04
版       次：1次
开       本：4
包       装：1
定价：￥25.00元
目录
第一章化学概览
化学是21世纪的中心学科
奇妙的元素周期律
结构与性能的关系
化学家的神圣使命
20世纪的化学辉煌
第二章兴旺的化学大家族
化学大家族的分支
无机化学
现代无机合成化学
配位化学
原子簇化学
核化学和放射化学
生物无机化学
无机金属与药物
神奇的稀土元素
有机化学
有机合成化学
金属有机化学
天然有机化学
物理有机化学
生物有机化学
药物化学
物理化学
化学热力学
化学动力学
电化学
胶体与界面化学
结构化学
量子化学
分析化学
光谱分析
光谱探针
电化学分析
超分子电化学分析
现代分离与检测技术
化学传感器
生物传感器
光纤传感器
化学信息学
化学计量学
高分子化学
高分子合成化学
高分子物理
纳米合成与检测技术
碳纳米管简介
超分子化学
分子识别与组装
超分子化学是揭示生命奥秘的金钥匙
组合化学
绿色化学
材料化学
化学生物学
第三章健康与生命中的化学
化学对生命科学的重要贡献
生命的化学本质
人体内的化学海洋
化学变化与生命
人体中的化学元素知多少
化学元素的生命功能
生命中心元素——磷
宏量金属元素——钾、钠、钙、镁
构成生命的最基本物质——蛋白质
蛋白质的基本单位——氨基酸
蛋白质的组成与结构
蛋白质的生理功能
解构蛋白质，开启药物研制新时代
遗传信息的载体——核酸
DNA双螺旋结构——破解生命奥秘
酶与生物催化
超氧化物歧化酶（SOD）
化学药物使人类益寿延年
新颖的化学诊断法
麻醉药物的发现
阿司匹林——百年老药的新用途
从染料到磺胺药
青霉素——获诺贝尔奖人数最多的抗生素
青霉素家族及其抗菌机理
化学家如何创造新药物
人体自由基
自由基化学清除剂
生命的信使分子——NO
NO的生物功能
NO是打开生命科学大门的一把钥匙
化学在生命科学中的重要作用
第四章功能材料化学
化学是新材料的源泉
无机晶体材料
超导材料
有机导体和超导体
有机光导体和半导体
有机磁性材料
导电高分子材料
非线性光学材料
有机光致变色材料
液晶和有机电致发光材料
新型陶瓷材料
轻质合金材料
功能高分子
光电磁活性高分子
高分子功能膜
高分子智能材料
材料芯片技术
超级工程塑料——液晶高分子
复合材料
生物医用高分子
抗菌高分子
功能富勒烯
纳米材料
纳米材料的应用
光导纤维
分子设计与功能新材料
超分子器件
分子开关
分子整流器
分子存储器
分子电路
分子马达
分子计算机
第五章绿色能源化学
人类呼唤绿色能源
绿色能源与环境保护
化学与绿色能源的开发
未来能源家族的宠儿——氢能
新型制氢技术
储氢材料与技术
氢能汽车
能量之源——太阳能
光合作用的本质
太阳能电池
晶体硅太阳能电池
柔性太阳能电池
太阳能交通工具
太阳能在航天航空中的应用
可再生能源——生物质能
能源生物技术
化腐朽为神奇的沼气
生物柴油
绿色石油乙醇
新型发电装置——燃料电池
能源新星可燃冰
天然气水合物的构成和性质
开发可燃冰的前景
谈“核”何需色变
生机勃勃的核电站
发展核能的难题——核废料处理
有待探索的硅酸盐燃料
燃料新星二甲醚
第六章现代生活中的化学
化学使人类丰衣足食
化学在第二次世界农业革命中的作用
化学是提高人类生存质量的有效手段
食物的化学成分一食品营养素
人体最好的热量来源——碳水化合物
糖的生理功能
油脂和类脂
脂类的生理功能
必需脂肪酸与人类健康
为什么不宜常吃高温油炸食物
胆固醇的功与过
食物蛋白质营养价值的评价
蛋白质的来源及供给量
维持生命的营养素——维生素
维生素的分类、功能和来源
合理使用维生素
平衡生命的砝码——微量元素
微量元素的生理功能
人体中的铁与锌
微量元素碘、硒与地方病
膳食纤维与现代文明病
膳食纤维的生理功能
生命之源——水
长期饮用纯净水有哪些不好
矿泉水与水的软硬度
茶的化学成分及其功效
食品添加剂成就了现代食品工业
食品中的防腐剂
发色剂与发色助剂
亚硝酸盐的是与非
常见蔬菜中的硝酸盐
美容美发中的化学
防晒剂
美白剂
保湿剂
走近染发剂
食品中的致癌物质
“健康住宅”新概念
室内空气污染物及其来源
绿色装饰新材料
第七章绿色化学与环境
环境化学
环境分析化学
大气环境化学
大气环境的结构
人类的“保护伞”出现了空洞
地球为啥变得越来越热
大气气溶胶
水环境化学
认识环境激素
环保新技术——膜分离
土壤环境化学
土壤环境污染
土壤重金属污染
元素的化学循环
绿色化学与环境
原子经济性化学反应
绿色催化剂
绿色反应介质
绿色化工原料
绿色化学品
开发氟利昂与哈龙的替代品
可降解塑料的开发
天然农药
无机合成农药
有机氯农药
绿色农药的开发
前途无量的生物农药
新型绿色农药——光活化农药
化学信息素农药
手性农药
绿色化学与可持续发展
化学家是环境的朋友
第八章未来化学展望
化学将帮助人类获得更好的食品
化学将在资源的合理开发与高效安全利用方面起关键作用
化学将为人类创造更加丰富多彩的新型材料
化学将进一步促进生命科学的快速发展
化学是保证人类社会可持续发展的重要手段
化学将研究更加复杂的体系
化学信息学和计算机信息处理在化学中的应用
化学将更加注重方法学研究和新实验方法的建立
化学将实时跟踪、分析、模拟化学反应过程
附录历年诺贝尔化学奖获得者及获奖成果
参考文献
精彩摘要
复合材料
复合材料是把不同种类和不同性能的材料通过各种方法组合成一体，取长补短，获得的比原组分性能更好或有某些特殊性能的新材料。例如，钢筋水泥是复合材料，其中混凝土有保温、耐磨等性能，但不能承受弯曲
、剪拉等负荷，而钢筋则具有良好的抗机械负荷的性能，“复合”后取长补短，综合了两者的优点，从而得到广泛的应用。金属材料易腐蚀，合成高分子材料易老化、不耐高温，陶瓷材料易碎裂等缺点，都可以通过复合的方法予以改善或克服。现在，材料的复合正向精细化方向发展，出现了诸如仿生复合、纳米复合、分子复合、智能复合等新技术，使复合材料大家族增添了许多性能优异、功能独特的新成员。随着科学技术的进步，复合材料展现出不可估量的应用前景。通常复合材料是由以连续相存在的基体材料与分散于其中的增强材料两部分组成的。混凝土中水泥是基体，石子是增强体。基体材料主要有高分子聚合物、金属及陶瓷，而以高分子聚合物的应用最广，高分子聚合物包括人工合成高分子聚合物(如环氧树脂、聚酯、酚醛树脂、聚酰亚胺等)和天然高分子聚合物(如沥青、天然橡胶、泥炭等)，以人工合成高分子聚合物应用最广。增强材料主要有纤维增强剂和颗粒增强剂，以纤维增强剂应用最广，纤维增强剂有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、芳纶纤维等，颗粒增强剂有二氧化钛、二氧化硅等。现在应用较广的碳纤维复合材料是用碳纤维代替玻璃纤维作增强剂的树脂基复合材料，被认为是第二代纤维增强复合材料。碳纤维具有比玻璃纤维更小的密度和更高的模量，是一种性能更为优良的增强剂，用它和树脂形成的复合材料，密度只有钢的1/4～1/3，而强度则比钢要高出3～4倍，较玻璃钢高出6倍，对汽车、航空、航天等工业的发展具有重要意义。目前，碳纤维树脂复合材料在汽车工业中作为质量轻而强度高的材料被用来替代钢材，可在保持汽车强度要求的前提下，大幅度减轻汽车重量，从而大量节约汽油，如美国已在一部分汽车中改用纤维复合材料，年节约汽油30亿升以上。碳纤维树脂合成材料在航空工业中已从不承力部位的应用进入承力部位的应用，如飞机尾翼、主翼及其他承力部位均可使用这类材料。现在的波音757和300、301、A310等大型客机，均大量使用这种材料。大型民用航空运输成本中有60%为燃料费用，因此，减轻飞机重量以降低成本是飞机工业的一项重要任务。据估算，如果将飞机主体结构材料的40%改用此类材料，则可减少燃料消耗费用30%。航天工业在材料方面使用质轻、高强的碳纤维树脂复合材料更具有特殊的意义，目前碳纤维树脂复
合材料已在人造卫星和航天飞机中加以应用，并将进一步发挥作用。当前，使用的碳纤维以聚丙烯腈为主，但聚丙烯腈碳纤维的原料价格较高，因此，降低碳纤维的成本是该项技术的一个发展方向。目前，除了
寻找新纤维材料外，已经研究采用碳纤维与玻璃纤维、开普纶纤维合用的混杂纤维增强复合材料，显示出良好的经济效益。生物医用高分子生物医用高分子材料研究包括：①药物载体与控释材料研究：主要研
究适于各类药物的新型生物降解高分子载体和控释材料的设计与合成，药物与载体的相互作用以及药物载体体系的生物医学性能评价等；②诱导组织自修复与再生材料研究：主要研究能够诱导组织自修复与再生的新型生物降解材料的设计与制备，材料的形态、孔度、降解速度等与组织自修复和再生过程的相互作用关系；③生物医用材料的表面修饰以及生物相容性研究：主要研究不同结构的生物医用材料的表面修饰新方法，以解决材料的生物相容性问题等。在医学中专门用于诊断、治疗、修复或替代人体组织或器官的生物医
用高分子材料，除要求其具有特殊功能与性能外，还要具有对人体组织、血液不产生不良作用的性质。目前，使用的医用高分子有近百个品种，有非植人性的，如一次性注射器、手套、输液袋(管)等；有植人性的，如药物载体、人工血管、人工晶体、人工脏器、组织工程中的支架材料等。高分子药物是医药科学的一个新的发展方向。医用高分子药物分两种基本类型：一是以高分子为载体，上载低分子药物，即所谓药物的高分子化，这类药物与相应的未经高分子化的药物相比，具有低毒、高效、缓释、长效等优点，例如，多数抗癌药物都有毒并且容易引起恶心、脱发等不良反应，若将其高分子化，情况会大大改善；另一类高分子药物是本身具有药效的高分子，例如，聚乙烯吡咯烷酮可做血浆代用品等。抗菌高分子人体在遇到外来侵害时，第一道防线是防卫性多肽，在白细胞抗击外界感染前就开始起作用。这些蛋白质在遇到细菌时能破坏其细胞膜，导致细菌细胞破裂，造成细菌死亡，人工合成的抗菌高分子就是基于类似的原理而发挥作用的。例如，具有双亲结构的带正电荷的磷脂质体，在遇到外表面带负电荷的细菌细胞膜时，便发生黏附并使其破裂。
大量存在于虾、蟹甲壳中的壳聚糖，作为一种资源丰富的天然生物高分子，是迄今为止发现的唯一天然聚正离子化合物，研究表明，壳聚糖及其衍生物具有良好的广谱抗菌活性；黏胶纤维则具有很好的穿着舒适性，
它是以纤维素为原料制成的。可利用壳聚糖与黏胶纤维共混制备天然抗菌纤维，由于二者结构相似而具有良好的相容性，因此，织物仍具有天然高分子材料所特有的环境友好性能，对此类保健和环保型衣着织物的研究与开发具有重要意义和广阔的应用前景。具有光诱导杀菌性能的尼龙纤维，能有效杀死金黄色葡萄球菌和大肠杆菌，其抗菌机理是卟啉锌吸收可见光后将能量传递给氧，产生具有高杀菌能力的活性氧。这种杀菌织物在医用纺织品方面将会有广泛的用途。