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《高分子凝聚态物理学》为国内首部系统介绍高分子凝聚态物理学的专著，构建了高分子凝聚态物理学的基本理论框架，详细论述了学科的基本概念、理论、模型和研究方法，详细讲解了大分子链发生凝聚的过程细节和本质，以及高分子材料发生相变的复杂性和特殊规律；提出了探究和总结高分子凝聚态物理学理论范式（paradigm）这一重要而迫切的任务。《高分子凝聚态物理学》主要用作高分子科学方向研究生教学用书，也可供相关专业的科学工作者和高年级本科生参考。

序言

前言

第1章 绪论

1.1 凝聚态物理学基本概念

1.2 高分子凝聚态及其特点

参考文献

第2章 单链构象和单链凝聚态

2.1 大分子链的化学结构和拓扑构造

2.1.1 结构单元的化学组成

2.1.2 结构单元的键接异构

2.1.3 构型和高分子立体异构

2.1.4 分子链的拓扑构造

2.2 理想单分子链的构象

2.2.1 分子链柔性的本质

2.2.2 理想链的构象和理想链模型

2.2.3 分子链构象的分形本质

2.2.4 理想链的自由能

2.2.5 链拉伸的标度理论

2.2.6 理想链的对偶关联函数

2.2.7 理想链性质小结

2.3 真实单分子链的构象

2.3.1 单元间的相互作用和排除体积

2.3.2 聚合物良(稀)溶液经典理论

2.3.3 真实链的标度模型

2.3.4 温度对构象的影响

2.3.5 溶胀链的对偶关联函数

2.3.6 真实链性质小结

2.4 高分子极稀溶液和单链凝聚态

2.4.1 高分子极稀溶液

2.4.2 单链凝聚态——单链高分子试样的制备

2.4.3 大分子单链单晶

2.4.4 单链玻璃态颗粒和单链高分子的高弹拉伸行为

2.5 单分子链运动学——孤立分子链的黏弹性理论

2.5.1 涨落-耗散定理

2.5.2 Debey珠-链模型讨论孤立分子链的黏性流动

2.5.3 Rouse-Zimm模型讨论孤立分子链的黏弹运动

2.5.4 Rouse-Zimm模型的显式本构方程

2.5.5 流体动力学相互作用和Zimm修正

物理量符号一览表

参考文献

第3章 高分子浓厚体系和多链凝聚态

3.1 大分子链的溶致凝聚过程

3.2 高分子亚浓溶液

3.2.1 亚浓溶液的渗透压

3.2.2 亚浓溶液中的关联效应

3.2.3 亚浓溶液的对偶关联函数

3.2.4 亚浓溶液中的屏蔽效应

3.3 高分子浓溶液和极浓溶液

3.3.1 缠结浓度ce 和全高斯链浓度c**

3.3.2 浓厚体系中分子链的相互穿越交叠

3.3.3 浓厚体系中的屏蔽效应

3.3.4 全高斯链浓度c**的意义

3.3.5 分子链聚集状态随溶液浓度的变化

3.4 非晶(无定形)聚合物

3.4.1 非晶聚合物的力学状态及转变

3.4.2 经典的非晶聚合物结构模型及关于分子链缠结的讨论

3.4.3 分子链串滴模型和长程缠结的概念

3.5 结晶(半晶)聚合物

3.5.1 高分子结晶的特点

3.5.2 高分子晶体形态和结构模型

3.5.3 结晶与熔融动力学

3.5.4 晶体厚度与结晶温度和熔点的关系

3.6 交联聚合物(网络)

3.6.1 交联网络结构及高弹性的特点

3.6.2 平衡态高弹形变的热力学分析

3.6.3 高弹形变的分子理论

3.6.4 高弹形变的唯象理论

3.6.5 交联聚合物的平衡溶胀

3.7 缠结分子链的运动学

3.7.1 浓厚体系的流变性

3.7.2 管模型和蠕动模型

3.7.3 熔体中分子链的缠结

3.7.4 熔体中分子链的蠕动

3.7.5 Doi-Edwards模型

物理量符号一览表

参考文献

第4章 相态、相变及聚合物相变的特征

4.1 物质状态的描述

4.1.1 物质状态的微观描述与宏观描述

4.1.2 微观描述与宏观描述的联系

4.1.3 对称性及对称操作

4.1.4 对称群

4.1.5 物质结构函数及其Fourier变换

4.2 相变的定义

4.2.1 相变的热力学分类

4.2.2 对称破缺及序参量

4.2.3 二级相变理论

4.2.4 平均场方法及其局限性

4.3 软物质概念和软物质中的相变

4.3.1 软物质概念

4.3.2 熵致相变

4.3.3 玻璃化转变

4.3.4 溶胶-凝胶转变,Flory-Stockmayer硫化理论

4.4 相变中的亚稳定态

4.4.1 亚稳定性与亚稳定态

4.4.2 高分子相变中亚稳定态的复杂性

4.5 高分子结晶中的亚稳定态现象

4.5.1 晶体生长的动力学控制

4.5.2 整数折叠链和非整数折叠链

4.5.3 晶体尺寸对晶体稳定性的影响

4.6 共混聚合物相分离中的亚稳定态现象

4.6.1 聚合物共混热力学

4.6.2 关于吸热共混过程中相容性的讨论

4.6.3 相图与相分离

物理量符号一览表

参考文献

第5章 分子间相互作用和超分子组装

5.1 分子间相互作用

5.1.1 分子间相互作用的重要性

5.1.2 常见的分子间相互作用

5.1.3 内聚能密度和溶解度参数

5.2 超分子化学及超分子组装

5.2.1 超分子化学概念

5.2.2 主客体化学和高分子包含化合物

5.2.3 两亲化合物及其有序聚集体

5.2.4 分子组装和超分子组装

5.2.5 分子器件和超分子器件

5.2.6 超分子热力学

5.3 大分子自组装

5.3.1 嵌段共聚物的自组装

5.3.2 非嵌段共聚物的胶束化

5.3.3 含纳米粒子的高分子组装体系

5.4 关于高分子凝聚态物理学理论范式的讨论

5.4.1 理论范式的重要性

5.4.2 关于高分子凝聚态物理学理论范式的思考

物理量符号一览表

参考文献

第6章 高分子液晶态

6.1 液晶的分类与凝聚态性质

6.1.1 液晶的分类

6.1.2 液晶的凝聚态特征

6.2 高分子液晶的结构及性能特点

6.2.1 高分子液晶的主要类型

6.2.2 高分子液晶的化学结构及其与性能的关系

6.2.3 高分子液晶的织态结构

6.3 高分子液晶的主要性能及应用

6.3.1 高分子液晶的主要特性

6.3.2 高分子液晶的主要应用

6.3.3 生物高分子液晶

物理量符号一览表

参考文献

第7章 有机高分子的激发态——导电高分子

7.1 引言

7.2 导电高分子的基本特征

7.2.1 电导率

7.2.2 电导率与掺杂的关系

7.2.3 聚乙炔的本征态

7.2.4 固体中电子运动的基本性质

7.2.5 Peierls相变

7.2.6 电荷密度波与自旋密度波

7.3 导电高分子的激发态

7.3.1 高分子的基态和简并态

7.3.2 一维固体的元激发——孤子态

7.3.3 反式聚乙炔的孤子态

7.3.4 导电高分子的极化子态

7.3.5 导电高分子的双极化子态

7.3.6 掺杂对能带结构的影响

7.4 高分子链间导电机理

7.4.1 孤子间跃迁机理

7.4.2 掺杂剂振动辅助孤子间的电子跃迁模型

7.4.3 可变范围跳跃机理

7.4.4 掺杂高分子的双向导电机理

7.5 导电聚苯胺薄膜及其应用

7.5.1 聚苯胺的合成及掺杂机理

7.5.2 聚苯胺水基分散胶体的制备

7.5.3 原位沉积聚合法制备导电聚苯胺膜制品

7.6 导电聚合物在二次电池中的应用

7.6.1 电池的定义及构造

7.6.2 锂离子电池的概念及特点

7.6.3 锂离子电池的充放电原理

7.6.4 聚合物热解碳电极材料

7.6.5 锂硫电池与/聚合物裂解碳复合电极材料

物理量符号一览表

参考文献

第8章 凝聚态物质的非均质性

8.1 高分子材料的非均质结构

8.1.1 共聚物的非均质性

8.1.2 高分子共混物的非均质性

8.1.3 高分子填充材料的非均质性

8.1.4 非均质材料微结构特征的描述

8.2 逾渗模型,基本物理量和主要逾渗函数

8.2.1 典型例子

8.2.2 基本概念和主要物理量

8.2.3 主要逾渗函数

8.2.4 逾渗模型应用举例——溶胶-凝胶转变

8.3 逾渗阈值的邻域——临界区的性质

8.3.1 临界指数

8.3.2 分形维数和标度指数方程

8.3.3 凝胶化的临界逾渗模型

8.3.4 凝胶的弹性模量

8.4 无规密堆积及连续区上的逾渗过程

8.4.1 临界键数和临界体积分数

8.4.2 无规密堆积结构上的逾渗过程

8.4.3 逾渗阈值与微观连接性的关系

8.4.4 无规则连续区上的逾渗过程

8.5 逾渗过程的几种推广

8.5.1 座-键逾渗过程

8.5.2 多色逾渗过程和扩程逾渗过程

8.6 逾渗模型在高分子研究中的应用举例

8.6.1 胶增韧塑料中的逾渗现象

8.6.2 合型导电高分子的逾渗现象

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参考文献

重要物理常数

索引

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第1章　绪论

1.1　凝聚态物理学基本概念

2006年国务院颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中，列出“生命过程的定量研究和系统整合”、“凝聚态物质与新效应”、“新物质创造与转化的化学过程”等8方面科学前沿问题。在介绍“凝聚态物质与新效应”的主要研究内容中，列举了“强关联体系”、“软凝聚态物质”、“新量子特性凝聚态物质与新效应”、“自相似协同生长”、“巨开放系统和复杂系统问题”、“玻色-爱因斯坦凝聚”、“超流超导机制”、“极端条件下凝聚态物质的结构相变”、“电子结构和多种原激发过程”等研究方向。可以看出，关于凝聚态物质的研究，特别是关于强关联体系、软凝聚态物质，自相似协同生长等问题的研究已成为国家重点关注和长期支持的研究方向。

看起来上述有些名词似乎比较陌生，但如果指出高分子材料、液晶、生物大分子等属于软凝聚态物质，高分子浓厚体系属于强关联体系，纳米材料具有新量子特性，大分子链具有自相似特性，导电、发光高分子中存在多种原激发过程，等等，我们就知道上述研究内容实际与当今迅速发展的材料科学，特别是高分子材料科学紧密相关。

凝聚态是人们熟悉的概念，其更广义的名称是“相态”。所谓物质的相态，是指由大量原子或分子以某种方式（强或弱结合力）聚集在一起，能够在自然界相对稳定存在的物质形态，如常见的固、液、气三态及等离子态、中子态等。而凝聚态物质主要指液态和固态物质，它们是由大量原子、分子、离子通过强内聚力凝聚在一起，具有确定的密度、微观结构、微观运动状态和宏观物理性质的物质体系。然而当代凝聚态物理学涉及的范畴远比人们的常识要复杂和深刻得多，除常规的小分子固体（晶体）和液体外，还有非晶固体、稠密气体、液晶、准晶、复杂氧化物（如陶瓷）、掺杂体、胶体、有机高分子材料、生命物质等，以及物质在低温下的超流态、超导态、玻色-爱因斯坦凝聚态、磁介质中的铁磁态、反铁磁态、关联电子态等。

从某种意义上来说，凝聚态物质就是材料，凝聚态物理学就是材料物理学。凝聚态物理学的前身为固体物理学，因为固体是人类最先使用的材料。固体物理学产生于20世纪30年代，到1940年前后，固体物理学的主要理论体系已经建立。其主要内容包括：基于X射线衍射与电子衍射研究而建立的结构晶体学；基于用统计物理和量子论研究固体热性质而建立的晶格动力学；基于用量子力学与统计物理研究固体导电性质而建立的固体能带理论；基

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编辑推荐

     《高分子凝聚态物理学/现代化学基础丛书》编著者吴其晔。《高分子凝聚态物理学/现代化学基础丛书》是《现代化学基础丛书》系列丛书的其中一本，丛书以无机化学、分析化学、物理化学、**化学和高分子化学五个二级学科为主，介绍这些学科领域目前发展的重点和热点，并兼顾学科覆盖的全面性。丛书计划为有关的科技人员、教育工作者和高等院校研究生、高年级学生提供一套较高水平的读物．希望能为化学在2l世纪的发展起积极的推动作用。

书籍介绍

《高分子凝聚态物理学》根据近二十年来高分子科学尤其高分子物理学的最新进展，探索并建立了高分子凝聚态物理学的理论范式和基本框架。详细介绍了高分子从单链化合物凝聚成多链聚集体过程中大分子构象、运动、相互作用和相态的变化及机理，系统介绍了在研究高分子极稀溶液、稀溶液、亚浓溶液、浓溶液和极浓体系中最新提出的大量新概念、新模型、新理论和新方法。包括大分子链的自相似结构、分形性及由此发展的标度律概念和方法论；软物质、复杂流体理论及高分子材料的软物质特征；单链凝聚态、单链单晶及单链与多链聚集体的关系；聚合物相变中的亚稳态现象和临界现象；分子间作用力及超分子组装和自组装；单分子链和缠结分子链运动学等。与此同时书中单独设章介绍了高分子材料的几种特殊凝聚态，如液晶态高分子（包括生物膜和微泡）；有机高分子的激发态－导电高分子、发光高分子、磁性高分子；高分子非均质态及逾渗模型在高分子科学的应用。最后介绍研究凝聚态结构的实验方法--高分子凝聚态微结构的光谱解析。