本書是在參考大量國內外文獻并總結編者課題組多年來獨立研究成果的基礎上編寫而成，有針對性地介紹木材仿生光學這一獨特研究方向，詳細闡述了何為木材仿生光學及為什么要發(fā)展相關的研究方向，此外，還詳細介紹了如何基于“木材仿生”這一理念，將木材及木材組分轉化為光智能響應材料、熒光材料、磷光材料、光熱材料，并討論了相關材料的功能、利用等內容。本書在內容上緊密聯(lián)系木材先進材料的發(fā)展前沿，同時描述了納米材料在木材仿生智能方面的研究進展和應用前景。
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目錄
序
前言
第一章 木材仿生光學的概念與內涵 1
第一節(jié) 木材仿生光學的概念、研究內容與意義 1
一、木材仿生光學的概念及其產生的背景 1
二、木材仿生光學的研究內容 1
三、木材仿生光學的研究意義 2
第二節(jié) 木材仿生光學中所模仿的光學現(xiàn)象及其產生的機制 2
一、自然界中的光學現(xiàn)象 2
二、自然界中熒光現(xiàn)象的光物理機制 3
三、熒光中的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜 4
四、熒光中的斯托克斯位移 5
五、熒光壽命和量子產率 5
六、自然界中的磷光光物理機制 6
七、磷光壽命與量子產率 7
八、自然界中的光熱轉換及其原理 7
九、光熱轉換率測定 8
本章小結 8
第二章 木材仿生光學中的分子構效與調控 9
第一節(jié) 實體木材的超分子結構與發(fā)光特性 9
一、實體木材的超分子結構 9
二、實體木材的發(fā)光特性 9
第二節(jié) 纖維素的結構與發(fā)光特性 10
一、纖維素的結構與發(fā)光 10
二、纖維素的簇發(fā)光機制 10
第三節(jié) 半纖維素的結構特性與發(fā)光特性 10
一、半纖維素的結構特性 10
二、半纖維素的發(fā)光特性 10
第四節(jié) 木質素的結構特征、發(fā)光特性及光熱特性 11
一、木質素的結構特征 11
二、木質素的發(fā)光特性 11
三、木質素的光熱特性 12
第五節(jié) 木材提取物的種類、結構與光學特性 12
第六節(jié) 木材芳香組分中的光學行為調節(jié)與控制 12
一、基于分子內電荷轉移的光學行為調控 12
二、基于能量轉移的光學行為調控 13
三、基于激發(fā)態(tài)分子內質子轉移的光學行為調控 13
四、基于光致電子轉移的光學行為調控 13
本章小結 14
第三章 木材仿生光學中的熒光碳點材料 15
第一節(jié) 碳點的定義 15
第二節(jié) 木材組分轉化為碳點的方法 15
一、水熱碳化法 15
二、化學氧化法 16
三、微波法 16
四、熱解分解法 16
五、分子聚集法 16
第三節(jié) 熒光碳點的結構與光理化性質 16
第四節(jié) 綠原酸熒光碳點的制備及復合膜檢測性能研究 17
一、綠原酸碳點的制備及其特性概述 17
二、熒光碳點的形貌表征 18
三、熒光碳點的結構表征 18
四、熒光碳點的抗氧化性分析 20
五、熒光碳點的光學性質表征 20
六、復合膜的結構、物理與光學特性分析 21
七、復合膜的食品檢測性能研究 27
第五節(jié) 落葉松樹皮多酚碳納米點的制備及其在光聚合中的應用 28
一、TEM結果分析 29
二、FT-IR分析 30
三、XPS分析 30
四、XRD分析 33
五、紫外吸收分析 33
六、熒光發(fā)射光譜分析 34
七、熒光壽命分析 34
八、循環(huán)伏安曲線及反應自由能分析 36
九、光電流分析 37
十、Cu（Ⅱ）催化ATRP結果分析 38
十一、Fe（Ⅲ）催化ATRP結果分析 38
十二、嵌段共聚物結果分析 39
十三、無金屬ATRP結果分析 40
本章小結 41
第四章 木材仿生光學中的自組裝熒光納米點材料 43
第一節(jié) 自組裝熒光納米點的研究背景與制備方法 43
一、自組裝熒光納米點的研究背景 43
二、自組裝熒光納米點的制備方法 43
第二節(jié) 木質素熒光納米摻雜薄膜的制備及其提升光合作用的研究 44
一、木質素熒光納米摻雜薄膜的制備 44
二、LS/CMC復合薄膜形貌及結構分析 45
三、LS/CMC復合薄膜物理性能分析 47
四、LS/CMC復合薄膜光學性質分析 48
五、LS/CMC復合薄膜增強葉綠體光合作用分析 51
六、LS/CMC復合薄膜增強植物光合作用分析 53
七、CEL/PCL復合薄膜形貌及結構分析 54
八、CEL/PCL復合薄膜物理性能分析 56
九、CEL/PCL復合薄膜光學性質分析 57
十、CEL/PCL復合薄膜增強葉綠體光合作用分析 58
第三節(jié) 木質素/聚合物光管理薄膜的制備及性能研究 60
一、木質素/聚合物光管理薄膜的制備 60
二、改性木質素成分及結構分析 60
三、L-H-NPs形貌分析 62
四、L-H-NPs形貌影響因素分析 64
五、L-MS-NPs性能分析 68
六、L-MS-NPs熒光特性分析 69
七、L-MS-NPs/PVA復合薄膜霧度和透光率分析 70
八、L-MS-NPs/PVA復合薄膜光致發(fā)光特性分析 72
九、L-MS-NPs/PVA復合薄膜提高DSSCs工作效率的研究 75
本章小結 78
第五章 木材仿生光學中的室溫磷光余輝材料 79
第一節(jié) 木材組分轉化為室溫磷光材料的研究現(xiàn)狀 79
第二節(jié) 基于沒食子酸的室溫磷光材料的制備與研究 79
一、基于沒食子酸的室溫磷光材料的制備 79
二、沒食子酸的光物理性能研究 80
三、GA@SA復合材料的光物理性能 81
四、濕度和干燥溫度對GA@SA復合材料磷光性能的影響 83
五、GA@SA復合材料的磷光穩(wěn)定性 84
六、GA@SA復合材料磷光壽命的調節(jié) 84
七、沒食子酸與不同聚合物基質復合的光物理性能 85
八、不同天然多酚與海藻酸鈉復合的光物理性能 86
九、GA@SA復合材料的結構表征與室溫磷光機制研究 89
十、GA@SA復合材料的應用 92
第三節(jié) 基于木質素氧化的室溫磷光材料制備與研究 93
一、基于木質素氧化的室溫磷光材料制備 93
二、木質素磺酸鈉的光物理性能 94
三、氧化木質素的光物理性能 95
四、濕度和干燥溫度對氧化木質素磷光性能的影響 96
五、氧化木質素的磷光穩(wěn)定性 98
六、氧化堿木質素的光物理性質 98
七、氧化木質素的結構表征及室溫磷光機制研究 100
第四節(jié) 基于外部重原子激活木材磷光材料的制備與研究 105
一、基于外部重原子激活木材磷光材料的制備 105
二、C-wood的光物理性能 105
三、相對濕度對C-wood磷光性能的影響 109
四、C-wood的結構表征及室溫磷光機制研究 110
五、C-wood對于不同種類木材的普適性研究 116
六、C-wood材料的應用 119
本章小結 124
第六章 木材仿生光學中的光熱材料 125
第一節(jié) 木材組分制備光熱材料的筑控策略 125
第二節(jié) 木質素/聚合物光熱轉換薄膜的制備及光熱焊接性能研究 125
一、木質素負載硫化銅納米顆粒的制備 125
二、木質素負載硫化銅/聚己內酯復合薄膜的制備 125
三、L-NPs@CuS形貌及結構分析 126
四、L-NPs@CuS光熱轉換特性研究 127
五、L-NPs@CuS/PCL復合薄膜光熱轉換特性研究 131
六、L-NPs@CuS/PCL復合薄膜光熱焊接研究 135
第三節(jié) 落葉松樹皮多酚與鐵離子絡合物/PVA復合膜的制備及其光熱轉換應用 136
一、落葉松樹皮多酚與鐵離子絡合物/PVA 136
二、提取物分析 137
三、LBE金屬離子絡合物形貌分析 137
四、光熱性質初步探究 138
五、熱重分析 139
六、LBE及LBF元素分析 139
七、固體紫外吸收性質分析 141
八、光熱性質分析 141
九、熱穩(wěn)定性分析 142
十、光熱機制分析 143
十一、LBF/PVA復合膜形貌分析 144
十二、LBF/PVA復合膜光熱性能分析 144
十三、LBF/PVA復合膜在驅動斯特林發(fā)動機上的應用 145
本章小結 146
參考文獻 148
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