ブット・グラフ・カペル 界面の物理と化学 原書4版(電子書籍版)
商品紹介
界面科学や表面力について、単なる現象論としてではなく、より本質的な物理化学モデルの導出とその理解に焦点を当てて解説したテキスト。原書4版では、特に第6章の「接触角現象と濡れ」が大幅に改訂され、ナノ材料や超撥水性に特に重要となる"接触角ヒステリシス"についての新しい考え方などが追加されている。加えて、最新の測定手法や考え方などが取り入れられており、より充実した内容となっている。旧版の特徴である「丁寧な数式展開」「主要概念と具体例とを結びつけた解説」は今版でも引き継がれており、界面科学をきちんと理解したいと考えるすべての学生・研究者に最適の一冊。※ファイルの提供は予告なく終了する場合があります．
目次
- 表紙
- はじめに
- 日本語版序
- 目次
- 1 全体の緒言
- 2 液体表面
- 2.1 液体表面の微視的描像
- 2.2 表面張力
- 2.3 ヤング・ラプラス方程式
- 2.3.1 曲がった液体表面
- 2.3.2 ヤング・ラプラス方程式の導出
- 2.3.3 ヤング・ラプラス方程式の応用
- 2.4 表面張力をはかる手法
- 2.5 ケルビン方程式
- 2.6 毛管凝縮
- 2.7 核形成理論
- 2.8 まとめ
- 2.9 演習問題
- 3 界面の熱力学
- 3.1 バルク系の熱力学的関数
- 3.2 表面余剰
- 3.3 界面をもつ系に対する熱力学的関係式
- 3.3.1 内部エネルギーとヘルムホルツ自由エネルギー
- 3.3.2 平衡条件
- 3.3.3 界面の場所
- 3.3.4 ギブズ自由エネルギーとエンタルピー
- 3.3.5 界面余剰エネルギー
- 3.4 純粋な液体
- 3.5 ギブズ吸着等温線
- 3.5.1 導出
- 3.5.2 二つの組成からなる系
- 3.5.3 実験的観点
- 3.5.4 マランゴニ効果
- 3.6 まとめ
- 3.7 演習問題
- 4 電荷をもった表面と電気二重層
- 4.1 緒言
- 4.2 電気二重層の数学的記述
- 4.2.1 ポアソン・ボルツマン方程式
- 4.2.2 平坦表面でのグイ・チャップマンモデル
- 4.2.3 一次元の場合の完全解
- 4.2.4 球のまわりの電気二重層
- 4.2.5 グラハム方程式
- 4.2.6 電気二重層のギブズ自由エネルギー
- 4.2.7 ポアソン・ボルツマン方程式の限界
- 4.2.8 シュテルンモデル
- 4.3 電荷をもった界面の実験評価
- 4.3.1 電位の種類
- 4.3.2 電気毛管現象
- 4.3.3 電荷をもった表面の具体例
- 4.3.4 コロイド電位差滴定測定
- 4.3.5 電気容量
- 4.4 電気速度論的現象 : ゼータ電位
- 4.4.1 ナビエ・ストークス方程式
- 4.4.2 電気浸透と流動電位
- 4.4.3 電気泳動と沈降電位
- 4.5 まとめ
- 4.6 演習問題
- 5 表面力
- 5.1 分子間のファンデルワールス力
- 5.2 巨視的固体に対するファンデルワールス力
- 5.2.1 微視的な方法
- 5.2.2 巨視的な方法 - リフシッツ理論
- 5.2.3 遅延したファンデルワールス力
- 5.2.4 表面エネルギーとハマカー定数
- 5.3 表面力を記述するための概念
- 5.3.1 デルヤキン近似
- 5.3.2 分離圧
- 5.4 表面力の計測
- 5.5 電気二重層による静電力
- 5.5.1 2枚の同種表面間にはたらく静電相互作用
- 5.5.2 DLVO理論
- 5.6 DLVO理論を越えて
- 5.6.1 溶媒和力と束縛液体
- 5.6.2 水中における非DLVO力
- 5.7 立体相互作用と枯渇効果
- 5.7.1 高分子の性質
- 5.7.2 高分子修飾された表面間の力
- 5.7.3 枯渇力
- 5.8 接触している球状粒子
- 5.9 まとめ
- 5.10 演習問題
- 6 接触角現象と濡れ
- 6.1 ヤング方程式
- 6.1.1 平衡接触角
- 6.1.2 導出
- 6.1.3 完全濡れ, 表面力, および接触線周辺の微視的領域 ( コア領域 )
- 6.1.4 線張力, 濡れ遷移, 界面エネルギーの推定
- 6.2 実際の表面の濡れ
- 6.2.1 前進接触角と後退接触角
- 6.2.2 接触角の測定
- 6.2.3 接触角ヒステリシスの原因
- 6.2.4 表面粗さおよび不均一性
- 6.2.5 超撥水表面
- 6.2.6 低滑落角を有する表面
- 6.3 重要な濡れの幾何学
- 6.3.1 毛管上昇
- 6.3.2 界面における粒子
- 6.3.3 繊維のネットワーク
- 6.4 濡れと脱濡れの動力学
- 6.4.1 自発的濡れ
- 6.4.2 動的接触角
- 6.4.3 コーティングと脱濡れ
- 6.5 応用
- 6.5.1 浮遊選鉱
- 6.5.2 洗浄力
- 6.5.3 マイクロ流体工学
- 6.5.4 電気濡れ
- 6.6 厚い膜 : ある液体上での他の液体の広がり
- 6.7 まとめ
- 6.8 演習問題
- 7 固体表面
- 7.1 緒言
- 7.2 結晶性表面の記述
- 7.2.1 基板構造
- 7.2.2 表面緩和と表面再構築
- 7.2.3 吸着構造の記述
- 7.3 清浄表面の準備
- 7.3.1 熱処理
- 7.3.2 プラズマまたはスパッタクリーニング
- 7.3.3 へき開
- 7.3.4 薄膜の堆積
- 7.4 固体表面の熱力学
- 7.4.1 表面エネルギー, 表面張力, 表面応力
- 7.4.2 表面エネルギーの決定
- 7.4.3 表面ステップと欠陥
- 7.5 表面拡散
- 7.5.1 表面拡散の理論的記述
- 7.5.2 表面拡散の計測
- 7.6 固固界面
- 7.7 顕微鏡法
- 7.7.1 光学顕微鏡法
- 7.7.2 電子顕微鏡
- 7.7.3 走査プローブ顕微鏡
- 7.8 回折手法
- 7.8.1 二次元周期構造からの回折パターン
- 7.8.2 電子, X線, 原子の回折
- 7.9 分光法
- 7.9.1 表面の光学分光
- 7.9.2 内殻電子を使用した分光法
- 7.9.3 外殻電子を用いた分光法
- 7.9.4 二次イオン質量分析
- 7.10 まとめ
- 7.11 演習問題
- 8 吸着
- 8.1 緒言
- 8.1.1 定義
- 8.1.2 吸着時間
- 8.1.3 吸着等温線の分類
- 8.1.4 吸着等温線の表記
- 8.2 吸着の熱力学
- 8.2.1 吸着熱
- 8.2.2 吸着の微分量
- 8.3 吸着モデル
- 8.3.1 ラングミュア吸着等温線
- 8.3.2 ラングミュア定数と吸着ギブズ自由エネルギー
- 8.3.3 側方相互作用があるときのラングミュア吸着
- 8.3.4 BET吸着等温線
- 8.3.5 不均一基板への吸着
- 8.4 気相からの吸着に関する実験的な観点
- 8.4.1 平面表面への吸着の測定
- 8.4.2 粉体や繊維材料への吸着の計測
- 8.4.3 多孔質物質への吸着
- 8.4.4 化学吸着と温度制御による脱離
- 8.5 溶液からの吸着
- 8.6 まとめ
- 8.7 演習問題
- 9 表面修飾
- 9.1 緒言
- 9.2 物理気相成長と化学気相成長
- 9.2.1 物理気相成長
- 9.2.2 化学気相成長
- 9.3 ソフトマター蒸着
- 9.3.1 自己組織化単分子膜
- 9.3.2 高分子の物理吸着
- 9.3.3 表面での高分子重合
- 9.3.4 プラズマ重合
- 9.4 エッチング手法
- 9.5 リソグラフィー
- 9.6 まとめ
- 9.7 演習問題
- 10 摩擦, 潤滑, 磨耗
- 10.1 摩擦
- 10.1.1 緒言
- 10.1.2 アモントン・クーロン法則
- 10.1.3 静的, 動的, スティック - スリップ摩擦
- 10.1.4 転がり摩擦
- 10.1.5 摩擦と粘着
- 10.1.6 摩擦を計測する手法
- 10.1.7 巨視的摩擦
- 10.1.8 微視的摩擦
- 10.2 潤滑
- 10.2.1 流体潤滑
- 10.2.2 境界潤滑
- 10.2.3 薄膜潤滑
- 10.2.4 超潤滑
- 10.2.5 潤滑剤
- 10.3 磨耗
- 10.4 まとめ
- 10.5 演習問題
- 11 界面活性剤, ミセル, エマルション, 泡
- 11.1 界面活性剤
- 11.2 球状ミセル, シリンダー, 二重膜
- 11.2.1 臨界ミセル濃度
- 11.2.2 温度の影響
- 11.2.3 ミセル化の熱力学
- 11.2.4 界面活性剤集合体の構造
- 11.2.5 生体膜
- 11.3 マクロエマルション
- 11.3.1 一般的な性質
- 11.3.2 形成
- 11.3.3 安定化
- 11.3.4 成長とエイジング
- 11.3.5 合体と解乳化
- 11.4 ミクロエマルション
- 11.4.1 滴の大きさ
- 11.4.2 界面活性剤膜の弾性特性
- 11.4.3 ミクロエマルションの構造に影響を与える因子
- 11.5 泡
- 11.5.1 分類, 応用, 形成
- 11.5.2 泡の構造
- 11.5.3 セッケン膜
- 11.5.4 膜の成長
- 11.6 まとめ
- 11.7 演習問題
- 12 液体表面上の薄膜
- 12.1 緒言
- 12.2 単分子膜の相
- 12.3 単分子層を研究する実験手法
- 12.3.1 光学顕微鏡
- 12.3.2 赤外分光と和周波発生分光
- 12.3.3 X線反射と回折
- 12.3.4 表面電位
- 12.3.5 液体表面のレオロジー的性質
- 12.4 ラングミュア・ブロジェット膜転写
- 12.5 まとめ
- 12.6 演習問題
- 13 回折パターンの解析
- 13.1 三次元結晶での回折
- 13.1.1 ブラッグ条件
- 13.1.2 ラウエ条件
- 13.1.3 逆格子
- 13.1.4 エバルト作図
- 13.2 表面からの回折
- 13.3 回折ピーク強度
- 付録
- 文献
- 訳者あとがき
- 索引
- 奥付
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