來自微觀世界的新概念——單分子科學與技術
作者：白春禮圖書詳細信息：
ISBN：9787302038672定價：15元
印次：1-6
裝幀：平裝
印刷日期：2013-1-30
圖書簡介：
本書系統地講述了原子、分子理論產生和發展過程的種種科學發現，介紹了單分子科學和技術的最新進展，並通過大量圖片展示了單分子的特性與大量分子集合體特性的不同。作者以通俗簡明的語言，為讀者描述了微觀世界中的一幅幅瑰麗科學圖景前言
我們生活的世界，包括我們人類自己，都是由原子和分子組成的。原子和分子的科學構成了整個自然科學的基礎。幾個世紀以來，人類不斷地探索自然界的奧秘，在科學史上奠定
了一座座豐碑。然而，科學的發展是沒有窮盡的，時至今日，關於原子、分子科學與技術方
面的研究，仍為科學的前沿，不斷湧現出意義深遠的新思想、新成就。20世紀中葉，有人曾
經預言科學家不可能在真正意義上觀察和研究單個的原子和分子，但現在，人類已實現了觀
察和操縱單個原子和分子的夢想。單個原子和分子的科學與技術是跨世紀的科學概念。
本書共分9章。第1章從古代原子論談起，講述原子理論的發展史，力圖給讀者關於原子
、分子的基本概念；第2章講述大量原子和分子的特徵與巨觀研究方法，這些規律和研究方
法目前仍被廣泛採用；第3章和第4章引入了目前屬於前沿的單分子科學的概念和研究方法；
第5章至第9章分別介紹在表面上發生的單分子化學和物理過程、單分子的電子學性質、單個
生物大分子的性質、單分子譜和單分子檢測，以及單原子和單分子的操縱等方面科學的最新
進展。
原子和分子是如此之小，用肉眼和普通的顯微鏡看不見，摸不到，其抽象的概念很難被
不從事該領域研究的人所接受。雖然我希望能用較為通俗易懂的語言介紹這一科學前沿，但
由於時間的倉促和水平的局限，只能將目前這本書奉現給讀者，敬祈讀者批評指正。
在本書寫作過程中，我的博士研究生蘇明同志花費了大量的時間和精力，清華大學出版
社奚春雁編輯認真編輯、校對文稿並協助製圖。沒有他們的重要貢獻，本書將難以面世。中
科院辦公廳歐龍新同志、化學所王乃新同志在文稿的列印和文獻插圖的安排方面給了我很大
幫助。《院士科普書系》編委會和清華大學出版社對本書的出版給予諸多關心、支持和幫助
，在此一併表示衷心的感謝。
白春禮1999年4月6日於北京中關村
目錄
1構成物質的基本單位——原子1.1古代原子論2
1.2近代原子論3
1.3現代的原子理論4
1.4原子和分子6
1.5分子的結構和性質7
2大量原子和分子的特徵與研究方法
2.1氣體分子運動論11
2.2麥克斯韋分布13
2.3熱力學第二定律16
2.4分子小妖和分子棘輪17
2.5原子和分子存在的證據19
3單分子科學的引入
3.1原子和分子研究中的共性和個性24
3.2單分子科學的研究內容26
3.3單分子科學的研究意義29
4單分子科學的研究方法及設備
4.1掃描隧道顯微鏡31
4.2原子力顯微鏡34
4.3光學鑷子38
4.4近場光學顯微鏡40
4.5其它各種光學顯微鏡42
4.6分子有序膜的自組裝43
5表面單分子的化學和物理過程
5.1神奇的微觀表面46
5.2表面缺陷的修復49
5.3環狀分子的吸附50
5.4鏈端效應51
5.5奇怪的比賽53
5.6鹵素分子掉頭54
5.7物理吸附向化學吸附的轉化55
5.8吸附態單分子的化學反應57
5.9化學反應的聚焦60
5.10單分子試管61
5.11加速混合64
6單分子的電子學性質
6.1量子效應66
6.2單電子隧穿現象67
6.3單個納米粒子上的單電子隧穿68
6.4單個小分子的電子學特徵69
6.5量子導線73
6.6單電子器件的雛形82
7單個生物大分子的物理化學
7.1單個酶分子的活性91
7.2單根DNA分子的物理化學性質96
7.3單根DNA分子的溶液動力學105
7.4DNA物理圖譜的測定113
7.5肌肉運動的本質114
8單分子譜和單分子檢測
8.1單分子譜和單分子檢測122
8.2單個分子的力學譜123
8.3單個生物分子的力學譜133
8.4單分子振動光譜140
8.5單分子的近場光譜和檢測144
8.6基於掃描探針技術的單分子檢測149
8.7經典的單分子檢測方法153
9單原子和單分子的操縱
9.1用STM操縱單原子和分子162
9.2更靈巧和更快捷的操縱171
9.3雷射鑷子的套用173
9.4單根DNA分子的操縱和剪下175
9.5碳納米管177
9.6單分子機械學184
參考文獻191
