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《神奇的新材料》编写组著 著

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• 趣味科学

店铺： 华文京典专营店

出版社： 世界图书出版公司

ISBN：9787510016127

商品编码：29737442624

包装：平装

出版时间：2010-06-01

基本信息

书名：走进科学世界丛书:神奇的新材料

定价：25.80元

作者：《神奇的新材料》编写组著

出版社：世界图书出版公

出版日期：206-01

ISBN：9787510016127

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.259kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是一部介绍科学方面的科普读物，系统地向广大青少年读者介绍了五彩缤纷的科学世界，以此引寻青少年崇尚科学，破除迷信；养成关注科学的习惯；形成科学的态度和价值取向。

目录

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材料与材料的发展史
漫话材料
材料的发展史
新材料与能源——人类文明的奠基石
新材料与新能源技术对现代
生活的影响
“绿色”指向下的新材料与新能源技术
新材料的天地
　走进新材料的天地
　什么是新材料。
　新材料与传统材料的区别是什么
　新材料该怎样分类
金属材料
　什么是金属材料
　广泛的金属材料——黑色金属
　为生活增光添色的有色金属
　前途无量的合金家族
　神奇的记忆合金
　不锈钢为什么不生锈
　奇妙的泡沫金属
　储氢材料——21世纪的能源库
稀土金属的秘密
金属的疲劳与断裂
金属的腐蚀与防护
无机金属材料
什么是无机金属材料
话说绝缘材料
趣谈磁陛材料与磁记录技术
从半导体陶瓷到生物陶瓷
奇特的光学功能材料
抵抗高温的材料——耐火材料
　超硬材料有多硬
　骨伤外科的福音——医用碳素材料
　植入眼内的人工透镜——人工晶体
有机高分子材料
　什么是有机高分子材料
　……
先进复合材料
能源材料——新材料的应用领域前沿

作者介绍

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文摘

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序言

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探索宇宙的奥秘：星际航行与黑洞奇观 本书聚焦于当代天体物理学的前沿探索，深入浅出地介绍了人类对宇宙深处奥秘的认知与想象，特别侧重于星际旅行的理论基础与黑洞这一极端物理现象的最新研究成果。 第一章：跨越光年的梦想——星际航行的物理学基石 自古以来，人类从未停止仰望星空，梦想着抵达那些遥远的星辰。然而，从地球到最近的比邻星，也需要数万年以现有技术。本书的第一部分，将带领读者审视制约我们星际旅行的主要物理障碍，并探讨科学家们为克服这些障碍所提出的革命性构想。 1.1 相对论的限制与时空弯曲 爱因斯坦的狭义相对论指出，任何有静止质量的物体都无法达到或超越光速，这是宇宙的基本法则。我们将详细解析“时间膨胀”效应，解释高速旅行如何减缓宇航员自身的时钟，尽管这对星际尺度的距离而言，仍远远不够。随后，我们将深入探讨广义相对论提供的潜在“捷径”——时空几何的操控。 1.2 曲速驱动的理论模型：阿尔库比耶雷引擎 阿尔库比耶雷（Alcubierre）提出的曲速驱动（Warp Drive）理论，是目前理论物理学界最为引人注目的星际航行方案之一。本书将详尽阐述其核心原理：通过在飞船前方压缩时空，而在后方膨胀时空，从而使飞船处于一个局部平坦的“气泡”中，以“有效超光速”的方式前进，而无需违反局域光速限制。 然而，实现这种驱动需要一种目前尚未被证实存在，且极难操控的物质——“负能量密度”或“奇异物质”。本章将分析实现曲速引擎所需的能量级别、对周围时空结构可能造成的副作用（如“奇点”的形成），以及理论物理学家们在寻找替代方案或减轻负能量需求方面的最新进展。我们还将审视“虫洞”理论，作为另一种基于广义相对论的时空捷径，讨论其稳定性和可穿越性的难题。 1.3 替代推进技术：从聚变到反物质 在探索超越光速的可能性之外，本书也系统回顾了当前可行的、基于已知物理学的远距离推进技术。 核聚变推进（Fusion Propulsion）： 探讨以氘、氚或氦-3为燃料的聚变火箭概念，分析其相比化学火箭在能量密度上的巨大优势，以及如何设计出能够持续数十年甚至上百年飞行的反应堆系统。 反物质湮灭推进（Antimatter Propulsion）： 这是理论上能量效率最高的推进方式。我们将揭示制造、储存和安全利用反物质的极端挑战。储存问题，特别是如何利用磁场将反物质粒子悬浮，防止其接触容器壁发生湮灭，是实现此类飞行的核心技术瓶颈。 星光帆与激光推进（Light Sails and Laser Propulsion）： 介绍利用太阳光或地面/轨道基地的强大激光阵列推动超轻型帆船的概念，例如“突破摄星”（Breakthrough Starshot）计划所探索的微型探测器加速方式。分析其在亚光速区间内的效率和规模扩展的潜力。 第二章：宇宙的终极引力阱——黑洞的物理学与观测 黑洞，是时空被极端弯曲到连光都无法逃逸的区域，它们是检验广义相对论的终极实验室。本书的第二部分，将带领读者深入黑洞的事件视界内部与周围，探索这些宇宙中最神秘的天体。 2.1 黑洞的诞生与分类：从恒星级到超大质量 我们将追溯黑洞的形成过程，从超大质量恒星燃料耗尽后的引力坍缩，到恒星级黑洞的形成。随后，我们将区分不同类型的黑洞： 史瓦西黑洞（Schwarzschild Black Holes）： 不旋转、不带电荷的理想模型，其特征是单一的事件视界。 克尔黑洞（Kerr Black Holes）： 旋转的黑洞，这是宇宙中最常见的形式。旋转会拖拽周围的时空（参考系拖曳效应），并形成一个内部的“奇点”结构。 超大质量黑洞（Supermassive Black Holes）： 探讨位于星系中心，质量可达太阳数百万甚至数十亿倍的巨型黑洞，以及关于它们如何形成和影响宿主星系演化的最新理论。 2.2 事件视界之外的剧烈景象 黑洞本身是“黑”的，但其周围的环境却能释放出宇宙中最明亮的光芒。 吸积盘的物理： 分析物质（气体、尘埃）在落入黑洞前，如何被强大的引力加速至接近光速，形成炽热的吸积盘。盘内物质的摩擦和磁场活动如何产生数百万度的高温，并辐射出X射线和伽马射线。 相对论性喷流（Relativistic Jets）： 探讨黑洞（特别是活动星系核中的超大质量黑洞）如何将部分物质以近乎光速的速度沿着自转轴喷射而出，形成跨越数万光年的巨大喷流，以及这些喷流对星际介质和星系演化的反馈作用。 2.3 穿越视界：信息悖论与霍金辐射 本书将触及黑洞理论中最具挑战性的前沿问题。 霍金辐射（Hawking Radiation）： 阐述量子场论如何预测黑洞并非完全“黑”，而是会缓慢地通过量子效应向外辐射粒子并最终蒸发。我们将讨论辐射的温度与黑洞质量的负相关性。 信息悖论（Information Paradox）： 如果物质落入黑洞，其携带的量子信息是否永远丢失？本书将介绍目前主流的几种解决方案，包括“防火墙假说”、“互补性原理”以及对黑洞熵的重新理解。 2.4 引力波天文学的新窗口 随着LIGO和Virgo等引力波探测器的成功运行，我们第一次能够“聆听”宇宙。本章将详细介绍引力波是如何由黑洞合并、中子星并合等剧烈事件产生，以及这些波如何帮助我们测试广义相对论的极限，并以前所未有的精度测量黑洞的质量和自旋参数。 第三章：宇宙的边界与未来展望 本书最后一部分，将把目光投向更宏大的尺度，探讨宇宙的最终命运与人类探索的边界。 3.1 暗物质与暗能量的谜团 现代宇宙学模型依赖于两种占宇宙总质能约95%的未知成分——暗物质和暗能量。我们将梳理目前用于间接探测暗物质（如WIMP、轴子模型）的实验进展，以及通过观测宇宙加速膨胀来研究暗能量（如宇宙学常数、五维理论）的最新数据。 3.2 宇宙学的极限与多重宇宙猜想 如果星际旅行的梦想在数千年后得以实现，那么下一个目标可能是探索我们宇宙的结构极限。本书将探讨“暴胀理论”的残余影响，以及它如何自然地引向“永恒暴胀”和“多重宇宙”的理论框架，尽管这些概念目前仍停留在高度推测的领域。 结语：人类求知精神的永恒驱动力 从设计一艘能抵达半人马座的比邻星飞船，到理解一个原子大小的黑洞如何蒸发，本书旨在展示人类对未知世界永不满足的好奇心。这些宏伟的科学追求，不仅推动着基础物理学的边界，也为人类文明的未来描绘出无限的可能性。 （本书附带详细的术语表，解释了相对论、量子场论、拓扑学等复杂概念，确保了对非专业读者友好的阅读体验。）

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拿起《走进科学世界丛书:神奇的新材料》这本书，我脑海中首先浮现的画面，是那些在实验室里闪耀着神秘光芒的物质，以及它们背后无数科学家夜以继日的探索。这绝对是一本能够拓展我们视野的书。我猜测书中会介绍很多令人惊叹的新型材料，它们可能具备我们过去难以想象的特性。比如，能够自我修复的材料，一旦出现裂痕，它就能自动愈合，这对于延长产品寿命、减少资源浪费将有巨大意义。还有那些能够承受极高温度或极低温度的材料，在极端环境下也能保持稳定性能，这对于航天、深海探索等领域至关重要。我尤其期待书中能涉及一些具有生物相容性的新型材料，它们可以直接植入人体，用于修复受损组织，或者作为药物的载体，实现精准治疗。此外，那些在能源领域大放异彩的新材料，比如更高效的储能材料，或者能够捕捉和转化二氧化碳的材料，也一定会是书中的亮点。这本书，对我而言，是关于未来生活方式的一种展望，是人类智慧不断挑战极限的生动例证，也是一次激发好奇心和求知欲的绝佳机会。

评分☆☆☆☆☆

读《走进科学世界丛书:神奇的新材料》的这个想法，是源于一次偶然的媒体报道，说起了一种能够改变形状的金属，听起来简直不可思议。这让我对“新材料”这个概念产生了浓厚的兴趣。我想象中的这本书，应该像一位经验丰富的向导，带领我们穿梭于五彩斑斓的材料世界。它可能会从我们熟悉的高分子材料、复合材料说起，然后深入到纳米材料，解释原子和分子层面的神奇变化如何带来宏观性能的飞跃。比如，为何石墨烯如此坚固？它又有哪些独特的导电导热性能？书中会不会介绍那些能够模仿生物功能的仿生材料，它们是否已经可以用在医疗领域，比如制造人造器官或者药物输送系统？我还在期待书中能提到一些“未来已来”的新材料，它们可能已经悄然进入我们的生活，只是我们还没有意识到。比如，更轻便、更耐用的电池材料，能够净化空气的新型过滤材料，或者可用于3D打印的各种新型打印材料。我希望这本书能够让我对这些“神奇”的材料有一个清晰的认知，了解它们背后的科学原理，以及它们对我们生活可能产生的深远影响，甚至激发我学习相关科学知识的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这套《走进科学世界丛书》的封面设计就相当吸引人，采用了一种比较前沿的视觉风格，色彩搭配大胆却不失和谐，让人一眼就能感受到科学探索的魅力。我尤其喜欢《走进科学世界丛书:神奇的新材料》这个副标题，它精准地传达了内容的核心——那些我们尚未了解、却可能改变未来的神奇材料。对于我这样的科学爱好者来说，这无疑是一本值得期待的书。我猜想书中会从一些基础的材料知识讲起，比如我们日常生活中常见的金属、塑料、陶瓷等等，然后逐步深入到一些更具未来感和科技感的新型材料，比如碳纳米管、石墨烯、智能材料、生物可降解材料，甚至是一些听起来像科幻小说里的材料，但却已经开始在实验室中被研发出来。我非常好奇作者会如何解释这些材料的独特性能，它们是如何被发现和制造的，以及最重要的，它们将如何影响我们未来的生活，比如在航空航天、医疗健康、能源技术、环境保护等领域，可能会有哪些突破性的应用。我期待书中能配有大量精美的插图和清晰的图示，这样即使是复杂的科学概念，也能被我们这些非专业读者轻松理解。总之，这本书给我一种“前沿”、“实用”、“震撼”的初步印象，相信它能为我打开一扇了解未来科技的新窗口。

评分☆☆☆☆☆

每次翻阅《走进科学世界丛书》系列，总有一种意想不到的惊喜。这次的《走进科学世界丛书:神奇的新材料》，从书名就能感受到一股扑面而来的未来气息。我个人对新材料的关注，很大一部分源于我对人类如何不断突破自身局限的思考。材料是构建我们生活世界的基石，而新材料的出现，往往意味着生产力的跃升和生活方式的革新。我脑海中浮现出各种场景：轻如羽翼却坚不可摧的飞机材料，能够自我修复的衣物，能够吸收太阳能并储存能量的建筑外墙，甚至是可以直接在人体内工作的微型机器人材料。我希望能在这本书中看到对这些“黑科技”的详细解读，了解它们的科学原理，以及它们目前的发展阶段。是不是已经有原型诞生？是否已经进入实验室测试？距离大规模应用还有多远？这些都是我非常关心的问题。我还会留意书中是否有关于科学家们在材料领域探索的感人故事，或者那些看似微不足道的发现是如何一步步演变成改变世界的科技。毕竟，科学的魅力不仅在于它的成果，更在于它背后付出的艰辛和智慧。这本书，在我看来，不仅仅是一本科普读物，更是一部关于人类智慧和创造力的赞歌。

评分☆☆☆☆☆

《走进科学世界丛书:神奇的新材料》这个书名，瞬间就抓住了我。作为一名对科技发展保持高度关注的人，我深知材料科学是推动许多领域进步的核心驱动力。我期待这本书能够提供一个系统性的、但又不失趣味性的视角，来解读那些正在改变世界的“新材料”。我想，书中可能会涵盖从微观的原子结构到宏观的应用场景，例如，如何通过改变材料的晶体结构来获得前所未有的强度和韧性，或者如何利用特殊的光学或电学性质来制造更高效的太阳能电池或LED显示器。我特别希望书中能对那些具有“智能”特性的材料进行详细介绍，比如形状记忆合金、压电材料，或者能够根据环境变化做出响应的响应性聚合物。这些材料的应用前景非常广阔，可能包括智能服装、自适应建筑、甚至医疗机器人。同时，我也对那些对环境友好的新型材料，如生物可降解塑料、绿色建材等，抱有浓厚的兴趣，想了解它们是如何实现可持续发展的。这本书，在我看来，不仅仅是一次知识的普及，更是一次思想的启迪，让我看到科学的无限可能。