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本书是关于分子器件与分子机器领域的学术专著，是在《分子器件与分子机器——通向纳米世界的捷径》的基础上进行修订和更新的。本月保持了原版的基本结构，但是内容上关注了相关领域的相关趋势。全书对基本概念，用于处理电子和能量的分子机器，存储器、逻辑门和相关体系以及该领域科学家所扮演的社会角色进行了阐述。

本书不仅对在化学、物理、生物和纳米技术领域从事研究活动的科学家有重大意义，它同时可以补充并作为高年级本科生及研究生的学习教材。

第1部分 基本概念

第1章 概述

1.1 分子水平的器件和机器

1.2 纳米科学与纳米技术

1.3 超分子(多组分)化学

1.4 “化大为小”的方法

1.5 “积小为大”的方法

1.6 “积小为大”分子的堆积

1.7 自组装和共价合成的设计

1.8 能量与信号

参考文献

第2章 通过分子和超分子体系传递能量和信号

2.1 概述

2.2 分子电子学

2.3 分子光子学

2.4 分子离子学

2.5 分子电子光子学

2.5.1 溶液系统

2.5.2 固态

2.6 分子电子化学离子学

2.7 分子光电子学

2.7.1 均相系统中的光诱导电子转移

2.7.2 非均相系统中光诱导的电荷的产生

2.8 分子光化学离子学

2.8.1 光子的释放或吸收

2.8.2 金属离子的释放

2.8.3 阴离子的释放

2.8.4 分子的释放

2.8.5 构型的变化

2.9 分子化学光子学

2.10 分子化学电子学

2.11 多输入／过程

2.11.1 两种有序的化学输入和一个光输入产生的光发射

2.11.2 平行的两个电化学输入产生一个有序的化学和光子的过程

2.11.3 光输入产生并行和串行的过程

参考文献

第2部分 用于处理电子和能量的分子器件

第3章 光激发的电子和能量转移的基本原理

3.1 分子和超分子光化学

3.1.1 分子光化学

3.1.2 超分子光化学

3.2 电子传递

3.2.1 Marcus理论

3.2.2 量子力学理论

3.2.2.1 电子因子

3.2.2.2 核因子

3.2.2.3 光电子转移

3.3 能量转移

3.3.1 库仑机理

3.3.2 交换机理

3.4 桥基的作用

参考文献

第4章 导线及相关体系

4.1 概述

4.2 导电率的测量方法

4.3 电极上的电子转移过程

4.4 基于光诱导电荷分离的线型体系

4.4.1 概述

4.4.2 双体、三体和更大的体系

4.4.3 含有金属络合物的共价连接的体系

4.4.4 包含卟啉的共价连接体系

4.4.5 基于有机化合物的共价相连体系

……

第5章 分子开关中的电子转移和能量传递过程

第6章 光收集天线

第7章 太阳能转化

第3部分 存储器、逻辑门和相关体系

第8章 双稳态和多稳态体系

第9章 逻辑门和逻辑电路

第4部分 分子水平上的器件、机器、马达

第10章 基本原理

第11章 自发的类机械运动

第12章 与开关及换位相关的运动

第13章 DNA纳米机器

第14章 线性运动

第15章 旋转运动

第16章 从溶液到非均相体系

第5部分 科学和社会

第17章 我们这个时代的科学地位

附录

术语表

缩略语

主题索引

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第1部分 基本概念

第1章 概述

1.8 能量与信号

与宏观世界的机器和器件一样，分子机器与器件的运转也需要能量，并且也需要与操作员进行交流的信号。

分子机器与器件属于化学体系，因此它们的运转是通过化学反应来进行的。广义地说，意味着电子和核的重排。但是在有些情况下，分子机器与器件基本上是在电子或能量转移的基础上(未发生核的重排)发挥作用的。而在其他某些情况下，分子机器与器件的运行是基于核在大范围内的转移。

分子机器与器件运转所需要的能量可以由(i)化学试剂， (ii)吸收质子，(iii)电子得失等途径提供。鉴于当前化学燃料的短缺以及日趋严峻的环境问题，太阳能是的理想能源，并且在利用的过程中不会产生废物。即使在知识经济的社会，不可再生能源的消耗以及废弃物的不断累积的确会带来非常严峻的问题。

我们需要合适的信号来监控分子器件与机器的运行。既然一种由单分子组成的体系在呈现特定功能时也会相应改变自身的状态，那么任何与这种状态改变相关的信号都可用。在这点上，可以利用任何化学或物理的技术。常用的是光谱技术(特别是核磁共振谱，Uv-vis吸收光谱和发光光谱)，对于给体一受体相互作用的系统，电化学技术也相当有用。

……

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书籍介绍

《分子器件与分子机器:纳米世界的概念和前景(原著第2版)》是关于分子器件与分子机器领域的学术专著，是在《分子器件与分子机器——通向纳米世界的捷径》的基础上进行修订和更新的。本月保持了原版的基本结构，但是内容上关注了相关领域的相关趋势。全书对基本概念，用于处理电子和能量的分子机器，存储器、逻辑门和相关体系以及该领域科学家所扮演的社会角色进行了阐述。

《分子器件与分子机器:纳米世界的概念和前景(原著第2版)》不仅对在化学、物理、生物和纳米技术领域从事研究活动的科学家有重大意义，它同时可以补充并作为高年级本科生及研究生的学习教材。