آشنایی با خواص اتم ها، مولکول ها و مواد

در تمدنی که مبتنی بر فناوری است، تلاش برای مواد جدید و هوشمندتر همیشگی است. آنها به عنوان پلتفرم‌هایی برای توسعه فناوری‌های جدید یا بهبود فناوری‌های موجود مورد نیاز هستند. کشف یک ماده جدید دیگر تصادفی یا اتفاقی نیست، بلکه مبتنی بر استدلال دقیق ساختاریافته با درک عمیق از ریزساختارهای مواد – اتم‌ها و مولکول‌ها به صورت جداگانه یا در یک مجموعه – است. این امر مستلزم آشنایی کافی با مکانیک کوانتومی و آماری است. «درک خواص اتم‌ها، مولکول‌ها و مواد» تلاشی (شاید اولین تلاش) برای گردآوری تمام اجزای نظری لازم و اطلاعات فیزیکی مرتبط در یک جلد است. این کتاب خوانندگان (فارغ التحصیلان سال اول) یا محققان شیمی/مهندسی مواد را با مکانیک کوانتومی مقدماتی اتم‌ها، مولکول‌ها و جامدات آشنا می‌کند و سپس آنها را با روش‌های مکانیک آماری (کلاسیک و همچنین کوانتومی) همراه با اصول اولیه شبیه‌سازی دینامیک مولکولی کلاسیک آشنا می‌کند. مفاهیم اساسی با وضوح معرفی شده و با مثال‌های آسان برای درک نشان داده شده‌اند، بنابراین خوانندگان را برای کاوش در دنیای مواد – عجیب و غریب و پیش پا افتاده – آماده می‌کند. تأکید بر پدیده‌ها و آنچه آنها را در سطح بنیادی شکل می‌دهد، بوده است. شرح جامع اصول طراحی مدرن برای مواد با مثال‌ها، از ویژگی‌های منحصر به فرد این کتاب است.

نکات برجسته کتاب عبارتند از معرفی و تحلیل جامع موارد زیر:

حالت‌های کوانتومی اتم‌ها و مولکول‌ها
تقارن انتقالی و حالت‌های کوانتومی در جامدات تناوبی و آمورف
ساختار نواری و تنظیم
آمار کلاسیک و کوانتومی با کاربردهایی در گازهای ایده‌آل (فوتون‌ها، فونون‌ها و الکترون‌ها، مولکول‌ها)
حالت‌های کوانتومی در ابررساناهای نوع اول و دوم (شامل نظریه مقدماتی)
مواد مغناطیسی، مواد دارای GMR و CMR
اثرات حافظه شکلی در آلیاژها و مواد
مواد دوبعدی (گرافن و آنالوگ گرافن)
مواد NLO و فتوولتائیک
مواد ذخیره‌سازی هیدروژن برای کاهش بحران قریب‌الوقوع انرژی
حالت‌های کوانتومی در نیمه‌رساناهای با شکاف باند کم و زیاد
نیمه‌فلزات
مواد طراح و غیره.

این کتاب به گونه‌ای طراحی و سازماندهی شده است که علاقه به علم مواد و انقلاب خاموشی را که به طور مداوم اهداف و مرزهای علم مواد را از نو تعریف می‌کند، ایجاد کند.