现代高分子科学名著译丛--软物质科学精要：基于“当代牛顿”德热纳的研究与教学风格

弗朗索瓦丝⸱布罗沙尔-维亚尔（Françoise Brochard Wyart）博士：原著著者，软物质物理学领域中的理论物理学家，法国索邦大学和居里研究所教授。就读于卡尚高等师范学院。在皮埃尔-吉耶⸱德热纳指导下获得液晶博士学位，她在转入生物物理学之前，研究过聚合物物理学和润湿。她是法国大学研究院成员。1998年，她被法国物理协会授予Jean Richard物理大奖。

钱志勇，本书译者。四川大学二级教授、博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者、国家“万人计划”科技创新领军人才，中国医药生物技术协会纳米生物技术分会主任委员。担任MedComm-Biomaterials and Applications及Materials Express期刊的共同主编，担任Chinese Chemical Letters期刊执行主编。主要研究方向是纳米生物材料和纳米药物，以通讯/共同通讯作者身份在Adv Mater, Nano Today等国内外知名学术期刊发表学术论文100余篇，被他引8000余次。获得2019年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）自然科学奖一等奖，获得2019年度“药明康德生命化学研究奖学者奖”。

法国著名科学家德热纳是1991年诺贝尔物理学奖得主，被誉为“当代牛顿”，是软物质科学的奠基人。基于他生前30年中在法兰西公学院对“软物质”的讲稿，由他最亲密的合作者布罗沙尔-维亚尔教授等加以整理而写成了本书。全书反映出这位科学大师与众不同的研究和教学风格，是德热纳宝贵的科学遗产，也是为初学者进入软物质科学之门必备的“工具箱”。
本书大致分为三部分。首先介绍软物质、相变和界面润湿的基础知识；然后分别讨论最重要的各种软物质——胶体（含表面活性剂和泡沫）、液晶和聚合物；最后介绍日常生活、技术和生物学中的软物质。本书内容丰富完整，叙述简明扼要，讲解深入浅出，图文并茂，许多插图由德热纳亲笔所绘，可读性甚佳。
本书可用作物理学、化学、生物学、材料学、医学和各种工程专业的大学本科生、研究生教材，也可供对软物质有兴趣的研究者和其他人员参考，尤其可以促进读者按照德热纳的特殊视角去认识软物质科学的全貌。

第1章导言001
1.1软物质的诞生001
1.1.1何为软物质001
1.1.2软物质研究风格002
参考文献004
1.2概述004

第2章软物质006
2.1介观复杂体系006
2.1.1介观尺度006
2.1.2无序006
2.1.3拓扑学和几何学007
参考文献010
2.2破碎结构物体010
2.2.1弱相互作用010
2.2.2强烈的响应011
2.2.3软物质与生物学012
参考文献013
2.3范德华力013
2.3.1范德华相互作用的分类和范围013
2.3.2两介质之间的范德华相互作用014
参考文献017
2.4静电相互作用017
2.4.1表面电荷的起源018
2.4.2静电双层018
2.4.3荷电板之间的斥力019
2.4.4DLVO理论：胶体悬浮液和皂膜的稳定性020
参考文献022
2.5精密控制和微流体022
2.5.1力探针022
2.5.2微流体-MEMS和芯片实验室024
参考文献026

第3章相变027
3.1纯物质的物理转变027
3.1.1单组分体系027
3.1.2二元混合物030
3.1.3液-气转变和A-B相分离的比较030
参考文献033
3.2临界现象：从铁磁性到液晶033
3.2.1磁性转变：序参数和临界指数033
3.2.2临界指数的定义035
3.2.3大涨落给出大响应：涨落耗散理论035
3.2.4扩展到其他转变036
3.2.5结论037
参考文献038
3.3相转变模型：静态理论038
3.3.1唯象理论038
3.3.2标度律：重整化群理论041
参考文献044
3.4临界现象动力学：“z”指数044
3.4.1Van Hove近似045
3.4.2动态标度律046
3.4.3线性响应理论049
参考文献050

第4章界面051
4.1胶体体系：分类和制备051
4.1.1一般特点051
4.1.2分类051
4.1.3分散体系的制备053
4.2毛细现象和表面张力053
4.2.1表面张力054
4.2.2拉普拉斯公式（1805年）056
4.2.3毛细黏附058
参考文献058
4.3毛细现象和重力058
4.3.1毛细长度059
4.3.2毛细上升——Jurin定律060
4.3.3弯月面060
4.3.4液滴的形状061
4.4润湿062
4.4.1铺展系数S063
4.4.2部分润湿：S＜0063
4.4.3完全润湿：S＞0064
4.4.4从润湿到黏附065
参考文献066
4.5润湿的物理化学——Zisman判据和表面处理066
4.5.1润湿判据：铺展参数的符号066
4.5.2表面处理067
4.5.3表面表征——Zisman临界张力068
4.5.4润湿判据——Hamaker常数的符号068
参考文献069
4.6润湿动力学069
4.6.1毛细速度069
4.6.2动力学：部分润湿070
4.6.3动力学：完全润湿073
4.6.4星球大战的应用：弯月面的力量073
参考文献075
4.7脱湿：液膜回缩075
4.7.1定义075
4.7.2支撑膜的脱湿：膜稳定性076
4.7.3脱湿动力学077
4.7.4应用：黏性气泡的产生与消灭079
参考文献081

第5章液晶083
5.1液晶概述083
5.1.1发现与探索083
5.1.2向列型液晶084
5.1.3胆甾型液晶085
5.1.4近晶型液晶086
5.1.5热致型液晶和溶致型液晶086
5.2向列型液晶086
5.2.1向列型液晶的弹性：Frank-Oseen理论086
5.2.2单畴样品的制备087
5.2.3磁场中的分子排列：Fredericks转变087
5.2.4电场中的分子排列：显示应用089
5.2.5向列型液晶的织构089
参考文献091

第6章表面活性剂092
6.1两亲分子092
6.1.1两亲分子的分类092
6.1.2表面活性剂在界面的作用093
6.1.3水中的自组装和聚集093
6.1.4水-油乳液和亲水-亲油平衡094
6.2两亲分子的单分子膜095
6.2.1不溶性膜095
6.2.2可溶性膜098
参考文献099
6.3皂泡膜——气泡和泡囊099
6.3.1皂膜、气泡和泡沫100
6.3.2脂质双层膜：泡囊和活细胞102
参考文献103

第7章聚合物104
7.1聚合物：巨大的分子104
7.1.1化学合成104
7.1.2多分散性106
7.1.3立体化学无序106
7.1.4玻璃化转变温度106
7.1.5聚合物类别107
7.1.6应用：聚电解质的千层酥107
参考文献110
7.2理想的柔性链110
7.2.1末端距110
7.2.2高斯线团、熵库111
7.2.3熵弹簧111
7.2.4偏离理想行为112
7.2.5聚合物的分子量和尺寸测量113
7.3溶胀链114
7.3.1排除体积114
7.3.2Flory的计算115
7.3.3维数d的推广116
7.3.4n=0的定理116
7.3.5溶胀链的弹性117
参考文献117
7.4聚合物溶液118
7.4.1三个区域118
7.4.2Flory-Huggins模型119
7.4.3标度律和 “链滴”模型120
7.4.4聚合物溶液中的相转变122
参考文献124
7.5界面处的聚合物 125
7.5.1历史背景：从印度墨水到聚合物电晕125
7.5.2吸附聚合物：自相似网格126
7.5.3排空：絮凝、尺寸排除色谱法129
7.5.4化学接枝：聚合物链刷132
7.5.5结语134
参考文献134
7.6聚合物熔体动力学：蛇行模型134
7.6.1黏弹性135
7.6.2蛇行模型137
7.6.3自扩散实验138
7.6.4蛇行可视化：利用巨型聚合物的一个实验139
7.6.5带电和中性聚合物链的分离140
参考文献141
7.7聚合物溶液动力学141
7.7.1单链动力学141
7.7.2聚合物溶液涨落动力学：协同扩散系数144
参考文献147

第8章日常生活中的软物质148
8.1自清洁表面：从荷叶到鲨鱼皮肤148
8.1.1天然防污机制149
8.1.2粗糙表面上的润湿149
8.1.3自清洁过程150
8.1.4工程自清洁表面150
参考文献150
8.2分子烹饪和细胞生物学中的水凝胶珠粒151
8.2.1球形化和分子烹饪151
8.2.2藻酸盐水凝胶的形成151
8.2.3组织工程和肿瘤学中的应用152
参考文献153
8.3像蜘蛛和蜥蜴一样在水上行走153
8.3.1水上休息：当表面张力抵消重量时153
8.3.2轻巧水蜘蛛的运动154
8.3.3笨重蜥蜴的运动155
参考文献155
8.4像壁虎一样爬墙155
8.4.1壁虎的表现与分泌物的机制155
8.4.2壁虎的分层黏附结构156
8.4.3附着力的测量157
8.4.4仿生壁虎157
参考文献157
8.5植物的毛细作用157
8.5.1树木中的汁液上升和空化现象157
8.5.2真菌孢子的表面张力推进158
参考文献159
8.6厨房中的液滴159
8.6.1液滴的蒸发159
8.6.2液滴的悬浮160
8.6.3液滴的自推进161
8.6.4运动的水滴161
参考文献162
8.7从皂泡到飓风162
8.7.1Rayleigh-Benard不稳定性162
8.7.2皂泡中的气旋形成163
8.8弹性橡皮泥164
8.8.1历史背景164
8.8.2唯象学模型164
8.8.3微观解释166
参考文献166

第9章技术中的软物质167
9.1抗反射膜167
9.1.1Katharine Blodgett的发现167
9.1.2抗反射涂料的工作原理167
9.1.3技术进步和自然灵感168
参考文献169
9.2基于向列相液晶的人工肌肉169
9.2.1肌肉和人工肌肉的概述169
9.2.2基于pH值的化学肌肉169
9.2.3德热纳的向列肌170
9.2.4亚快速人工肌肉的制造171
参考文献171
9.3油漆的魔力172
9.3.1胶乳粒子概述172
9.3.2胶乳的黏度172
9.3.3漆膜的形成172
9.3.4纸张涂层174
参考文献174
9.4彩虹服174
9.4.1什么是光子晶体?175
9.4.2自然界中的光子结构175
9.4.3彩虹服176
参考文献177

第10章生物学中的软物质178
10.1DNA的弹性和压缩性178
10.1.1如何测量聚合物单链的弹性?178
10.1.2DNA的弹性性质179
10.1.3细胞核DNA调节之谜：组蛋白的作用180
参考文献182
10.2药物载体：脂质体和聚合物泡囊182
10.2.1靶向给药载体的一般要求182
10.2.2刺激响应性聚合物泡囊183
参考文献185
10.3生物膜或仿生膜185
10.3.1生物膜的组成185
10.3.2脂质双分子层的物理性质：模拟和实验187
10.3.3微脂囊的形态190
参考文献192
10.4细胞骨架聚合物192
10.4.1不同类型的蛋白质丝192
10.4.2刚性194
10.4.3动力学196
参考文献198
10.5生物组织和活性软物质199
10.5.1作为液体的多细胞聚集体199
10.5.2多细胞聚集体的润湿201
10.5.3作为泡沫的多细胞聚集体202
10.5.4多细胞聚集体的特殊材料特性202
参考文献202
10.6缠结活性物质203
10.6.1定义203
10.6.2自黏蚂蚁203
10.6.3蚂蚁球的力学性质204
10.6.4蚂蚁球的润湿204
10.6.5应用205
参考文献205

第11章结语206
参考文献207

附录西文人名中译对照208

主题词索引209