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分子器件与分子机器
作者:马骧 等 译 丛书名:当代化学译丛
出版时间:2009/8/31 ISBN:978-7-5628-2610-1
开本:16开 页数:508 字数(千):685 库存:有 版印次:1-1
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内容简介 相关图书 留言
内容提要:
2005年我们曾翻译了由巴尔扎尼教授等撰写的第一版《分子器件与分子机器》(2003),直到2007年在上海召开的第一届国际分子机器与传感器大会上,第一版的中文译本都给国内相关领域特别是研究生们带来了研究激情和一股创新冲动,这是巴尔扎尼教授等没有想到的,也正是我们当时决定翻译出版中文版的理想。据出版社称,像这类专业著作能再版印刷在国内并不多见。正如作者在本书的第二版前言中所述,这几年国际上在分子器件与机器研究领域的发展日新月异,很有必要补充和更新相关内容。该书的三位作者于2007年5月在上海参加国际分子机器与传感器大会时不仅感受到中国年轻研究生对他们的崇拜,而且会议上所展示的信息也进一步促进了他们完成第二版的撰写。

2008年第二版出版,我们在尽可能早的时间里获得了该版的电子版,时正值我给本校研究生上学位课期间,这些最新的资料也就成为我上课内容的来源之一。应用化学及相关专业的年轻研究生今后的研究前途是什么?或者说对于站在十字路口的化学我们能够做些什么?超分子化学的未来又是什么?我不仅经常自问,也把这些问题带进课堂,希望那些没有思维束缚,进取而创新的年轻头脑与我们一同来解决这些困惑。在翻译巴尔扎尼教授等著的第二版的过程中,我们不仅细细品味着、体会着国际研究领域的先驱者们所获取的知识,也进一步开拓着我们的创新思维。正如Stoddart教授在Nature Chemistry(2009)中所述,纳米科技对于超分子化学工作者而言是个绝佳机会。我们必须勇敢面对功能导向和应用驱使的挑战,去设计复杂的集成系统。在这个系统里的一切过程,包括化学反应,都通过高度的相互联系以及一种“可交流”的方式而被编排,这样就像悦耳的节奏以交响乐的形式在不同的时空上和谐地表现出来。我们希望通过第二版的翻译,读者也能从中体会到一个全新时代即将来临。

像第一版翻译一样,我仍鼓励刚刚学到这些内容的研究生们与我们一起阅读和翻译。虽然这些前沿的内容对于初学者而言是那么的生涩和艰难,有些翻译稿甚至花去我许多精力去修改,但我相信是值得投入的,更相信这些经历对于参与翻译的研究生们是难为忘怀和值得纪念的,他们是孙如意、邬帅帆、张辉、寇欣欣、瞿三寅、丁煜宾、徐彬、王成有、靳家玉、黄战武、李文琴、孙春雨、应伟江、凌祥、王兵、吴永真、蒋林、周珏、朱金辉、邹志芹、左虎进、吴苹、石磊和刘珍珍。初稿由马骧博士整理翻译,我们一起定稿。限于水平有限,难免有误,欢迎指正。

最后,还要再次感谢原著作者意大利博洛尼亚大学的巴尔扎尼教授、克雷迪教授和文图里教授的各方面的支持与帮助。


编辑推荐:

11分子水平的器件和机器


器件是为了一个特定的目的而发明并组装出来的东西[1],而机器,无论是简单的还是复杂的,都是利用、转换、施加或传输能量的机械装置的组合[1]。人类文明的进步通常与新型器件和机器的建造有着紧密的联系。

基于对器件与机器使用目的的不同,器件与机器可以非常大也可以非常小。在过去的五十年中,已有许多不同的新的器件和机器被用来采集、处理、显示和存储信息。信息技术的突出发展与用来建造这类器件和机器的结构逐步微型化密切相关。第一台电子计算机由18000个电子管组成,重达30吨,其体积占据了整个一间屋子,每次修理平均要花费56个小时[2]。而现今技术最好的微处理器包含超过五千万个晶体管[3],将来其数量还会增加[4]。或许人们会有这样的疑问,我们是否确实需要不断制造更小的东西。其答案是未来的微型化不仅是使计算机的尺寸减小,能力提高,而且希望开拓新的能引起医药革命、生产许多以提供新型能源的新材料,以及解决环境污染问题等技术领域的新途径[59]。

通常来讲,器件和机器是设计出来用以实现某一特定功能的元件的组装体。组装体的每一个元件都有特定的功用,而整个组装体作为一个特定的器件或机器则有着更为复杂和有用的功能。举例来说,一个电吹风(产生热风)的功能是由一个开关、一个加热器和一个电扇通过电线组装在一个合适的框架中共同表现出来的。一个宏观器件和机器的概念在某种简单的意义上可以被扩展到分子水平(图11)[10]。一个分子水平的器件可以被定义为由许多不连续的分子元件(比如一个超分子结构,见下页)组装起来用以体现某一特定功能的组装体。每个分子元件有着其特定的功能,而整个超分子组装体由于各个不同分子元件的协作则表现出了一个更为复杂的功能。一个分子水平的机器则是一种特定类型的分子水平的器件,其中各个分子元件的相对位置可以因某些外界刺激而改变[1113]。分子水平的器件和机器的运作需经由电子和(或)核的重排,与宏观的器件和机器一样,它需要能量进行运转,用信号与操作者进行交流。器件和机器的概念扩展到分子水平是很有意义的,这不仅是因为它是基础性的研究,而且对纳米科学和技术的发展也是很有意义的。
 

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