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第1章　导论与概述1

1.1　什么是软物质？1

1.2　软物质概述2

第2章　凝聚态中的力、能量与时间尺度5

2.1　引言5

2.2　气体、液体和固体5

2.2.1　分子间力5

2.2.2　凝结与冻结8

2.3　黏性、弹性和黏弹性行为10

2.3.1　物质对剪切应力的响应10

2.3.2　在分子水平上理解物质的机械响应13

2.4　液体和玻璃16

2.4.1　实际形成玻璃系统16

2.4.2　形成玻璃的液体的弛豫时间和黏性17

2.4.3　实验玻璃转变18

2.4.4　理解玻璃转变21

第3章　相变25

3.1　软物质中的相变25

3.2　液-液非混合性——平衡相图26

3.2.1　相间界面与界面张力31

3.3　液-液非混合性——相分离动理学32

3.3.1　相分离的两种机制32

3.3.2　失稳分解33

3.3.3　成核37

3.3.4　相分离后期的生长38

3.4　固-液相变——冻结与熔化41

3.4.1 固-液相变动理学——均匀成核42

3.4.2　固-液相变动理学——非均匀成核44

3.4.3　凝固——成长凝固锋面的稳定性45

第4章　胶体分散体49

4.1　引言49

4.2　液体中的单个胶体颗粒——斯托克斯定律与布朗运动50

4.2.1　斯托克斯定律50

4.2.2　布朗运动与爱因斯坦方程50

4.3　胶体颗粒之间的力52

4.3.1　原子间力与颗粒间力52

4.3.2　范德瓦尔斯力53

4.3.3　静电双层力58

4.3.4　用枝接聚合物层稳定聚合物60

4.3.5　排空相互作用61

4.4　胶体的稳定性和相行为62

4.4.1　硬球胶体的结晶62

4.4.2　具有较长程排斥力的胶体65

4.4.3　具有弱吸引作用的胶体66

4.4.4　具有强吸引相互作用的胶体67

4.5　浓悬浮液中的流动68

第5章　聚合物73

5.1　引言73

5.2　聚合物材料的种类73

5.2.1　聚合物化学74

5.2.2　立体化学75

5.2.3　结构76

5.2.4　共聚物76

5.2.5　物理状态77

5.3　随机行走与聚合物链的维度77

5.3.1 自由连接链及其高斯极限78

5.3.2　真实聚合物链——短程相关79

5.3.3　排除体积、温度与线团——小球相变80

5.3.4　聚合物熔体中的链统计学——弗劳里定律82

5.3.5　聚合物链尺度的测量82

5.3.6　界面上的聚合物——吸附链和枝接链84

5.4　橡胶的弹性85

5.5　聚合物中的黏弹性与蛇行模型86

5.5.1　聚合物黏弹性之表征86

5.5.2　线性黏弹性与玻尔兹曼叠加原理88

5.5.3　黏弹性性质的温度依赖性：时间-温度叠加88

5.5.4　黏弹性：单分散线性聚合物熔体的实验结果89

5.5.5　纠缠90

5.5.6　管道模型与蛇行理论91

5.5.7　对蛇行理论的修正93

第6章　凝胶化95

6.1　引言95

6.2　凝胶的类别96

6.2.1　化学凝胶96

6.2.2　物理凝胶97

6.3　凝胶的理论97

6.3.1　逾渗模型97

6.3.2　凝胶的经典理论——弗劳里-斯托克迈尔模型98

6.3.3　逾渗模型中的非经典指数100

6.3.4　凝胶的弹性100

第7章　凝聚态物质中的分子序——液晶104

7.1　引言104

7.2　液晶态入门105

7.3　丝状相——各向同性相转变107

7.4　液晶中的形变与拓扑缺陷111

7.4.1　丝状液晶的广义刚度与弹性常量111

7.4.2　边界效应112

7.4.3　向错、位错和其他拓扑缺陷113

7.5　液晶的电学和磁学性质114

7.6　弗里德里克斯转变与液晶显示116

7.7　聚合物液晶118

7.7.1　刚性聚合物118

7.7.2　螺旋-线团转变118

7.7.3　理想硬棒的各向同性相／丝状相转变122

7.7.4　真实溶致系统中的相转变126

7.7.5　热致液晶相126

第8章　凝聚态物质中的分子序——聚合物晶体129

8.1　引言129

8.2　结构的等级129

8.3　链折叠晶体131

第9章　软凝聚态物质中的超分子自组装136

9.1　引言136

9.2　双亲分子溶液中的自组装相136

9.2.1　油水为何不相混？136

9.2.2　聚集和相分离137

9.2.3　双亲分子聚集体139

9.2.4　球状胶束与临界胶束浓度142

9.2.5　柱状胶束142

9.2.6　双层与膜泡144

9.2.7　膜的弹性与涨落145

9.2.8　双亲分子浓溶液的相行为147

9.2.9　表面活性剂溶液中相复合体与微乳液150

9.3　聚合物中的自组装151

9.3.1 聚合物混合物中的相分离与聚合物／聚合物界面152

9.3.2　共聚物中的微相分离155

9.3.3　镶嵌共聚物的相图156

第10章　自然界的软物质159

10.1　引言159

10.2　生命的成分和结构160

10.3　核酸161

10.4　蛋白质165

10.4.1　蛋白质的一级、二级和三级结构165

10.4.2　蛋白质折叠167

10.4.3　蛋白质间相互作用：去折叠、集聚与结晶170

10.4.4　蛋白质的误折叠、凝胶化和胶化纤维起源172

10.5　多糖173

10.6　膜174

附录A　统计力学若干结果178

A.1　熵与热力学第二定律178

A.2　能量、熵和温度179

A.3 自由能和吉布斯函数180

A.4　化学势181

附录B　理想随机行走的分布函数182

B.1　统计权重的直接计算182

B.2　无规行走与扩散方程183

附录C　习题选解185

C.1　第2章185

C.2　第3章185

C.3　第4章186

C.4　第5章186

C.5　第6章187

C.6　第7章187

C.7　第8章187

C.8　第9章187

C.9　第10章188

参考文献189

索引193