目錄
叢書序
序
讀者對本書第1版的評論
前言
致謝
第1章 概述：巨分子世界中的物理學 1
第2章 高聚物分子看上去是什么樣的 4
2.1 高聚物是很長的分子鏈 4
2.2 高聚物鏈的柔性 6
2.3 柔性的機理 9
2.4 —幅高聚物鏈的“肖像” 10
2.5 異質高聚物、支鏈高聚物和帶電高聚物 11
2.5.1 異質高聚物 13
2.5.2 支鏈高聚物 13
2.5.3 帶電高聚物 14
2.6 環狀大分子與拓撲效應 15
第3章 高聚物是怎么制作的 18
3.1 聚合法 18
3.2 縮聚法 20
3.3 高聚物合成的催化劑 21
3.4 多分散性，活性聚合 22
3.5 支鏈高聚物 23
第4章 那里有什么樣的高聚物物質？24
4.1 物質和高聚物的“傳統”狀態 24
4.2 高聚物物質的可能狀態 25
4.3 塑料 28
4.4 高聚纖維 29
4.5 高聚物液晶與超強纖維 34
4.6 高聚物溶液 36
4.7 高聚物共混物和嵌段共聚物 37
4.8 離聚物和締合高聚物 39
4.9 導電高聚物 43
第5章 自然界中的高聚物 44
5.1 關于水和對它的愛與恨 44
5.2 有頭有尾的分子 46
5.3 分子生物學與分子建筑 50
5.4 分子機器：蛋白質、RNA和DNA 52
5.5 蛋白質、DNA和RNA的化學結構 53
5.5.1 蛋白質 53
5.5.2 核酸 54
5.6 生物大分子的一級、二級和三級結構 56
5.6.1 一級結構：序列 56
5.6.2 DNA甲基化 59
5.6.3 二級結構 59
5.6.4 三級結構 64
5.7 球狀蛋白質酶 66
5.8 分子馬達 68
5.9 物理學和生物學 69
第6章 簡單高聚物線團的數學 71
6.1 物理學中的數學 71
6.2 高聚物鏈與布朗運動的相似性 72
6.3 高聚物線團的尺寸 74
6.4“平方根”定律的推導 76
6.5 持續長度與庫恩片段 78
6.6 高聚物線團的密度和高聚物溶液的濃度范圍 80
6.7 高斯分布 82
第7章 高彈性的物理學 85
7.1 哥倫布發現了……天然橡膠 85
7.2 高彈性 86
7.3 硫化的發現 87
7.4 合成橡膠 90
7.5 高彈性與單條高聚物鏈的拉伸 90
7.6 熵 95
7.7 理想氣體的熵彈性 98
7.8 自由能 100
7.9 高聚物鏈的熵彈性 101
7.10 高聚物網絡的熵彈性 102
7.11 橡膠變形的谷奇-焦耳效應和熱學觀點 106
7.12 再談單鏈拉伸：蠕蟲狀鏈模型與dsDNA 108
7.12.1 鏈的強烈伸展類似其受限于窄管中 110
7.12.2 自由連接鏈的強烈拉伸 111
7.12.3 蠕蟲狀鏈的強烈拉伸 112
7.12.4 力譜 114
第8章 排除體積問題 117
8.1 線性記憶和體積相互作用 117
8.2 分子世界中的四種力、尺度和單位 119
8.3 排除體積——把問題公式化 121
8.4 線團的密度和單體單元的碰撞 123
8.5 單體單元的碰撞（或接觸）如何影響內部能量？維里展開式 125
8.6 好溶劑與壞溶劑，以及條件 127
8.7 高聚物線團在好溶劑中的溶脹 128
8.8 半稀溶液中的排除體積效應 131
8.9 高聚物共混物幾乎不混溶 133
第9章 線團和微球 136
9.1 什么是線團-微球轉變？136
9.2 微球的自由能 138
9.3 單體相互作用能 139
9.4 熵的貢獻 140
9.5 溶脹系數a 141
9.6 線團-微球轉變 144
9.7 轉變前的溶脹 146
9.8 線團-微球轉變的實驗觀察 147
9.9 DNA雙螺旋的微球狀態 148
9.10 線團-微球轉變的動力學 152
9.11 一些總結 153
9.12 為什么我們稱它們為微球？154
9.13 線團-微球轉變的級次是什么？155
第10章 球狀蛋白質與折疊 157
10.1 安芬森實驗：蛋白質復性 157
10.2 非周期性晶體或平衡的玻璃 158
10.3 利文索爾悖論 161
10.4 變性和復性是具有潛熱的急劇協同轉變 162
10.5 隨機序列的雜聚物不像蛋白質，因為它們沒有潛熱 163
10.6 選中的序列 166
10.7 記住（和弄混）不止一種構象 169
10.8 能景和漏斗 170
10.9 成核作用與利文索爾悖論的解決 171
10.10 在體、離體和虛體 173
10.11 我們理解蛋白質折疊了嗎 176
10.12“蛇立方”木制玩具 177
第11章 打結，還是不打結？180
11.1 物理學中的結：原子是什么 180
11.2 結表 182
11.3 結是常見的嗎 184
11.4 DNA中的結 186
11.5 絞旋DNA與拓撲酶 187
11.6 蛋白質中的結 189
第12章 凝膠和智能凝膠 192
12.1 凝膠和網絡，以及如何制備 192
12.2 彈性和管道 194
12.3 凝膠在好溶液中的溶脹 195
12.4 高聚物網絡的塌縮 197
12.5 蝴蝶圖案 204
12.6 協同擴散 206
12.7 印記 206
12.8 田中豐一——高聚物凝膠先生 207
第13章 高聚物流體動力學 210
13.1 黏度 210
13.2 黏彈性 211
13.3 蛇行模型 215
13.4 長弛豫時間 216
13.5 等效交聯網絡的楊氏模量 220
13.6 管道 221
13.7 長弛豫時間與鏈長的關系 222
13.8 高聚物熔體的黏度和自擴散系數 224
13.9 蛇行理論的實驗檢測 225
13.10 蛇行理論和DNA凝膠電泳 225
13.11 蛇行理論和在聚合反應中的凝膠效應 228
第14章 復雜高聚物結構的數學：分形 230
14.1 物理學中的一點數學：物理學家如何確定空間的維度 230
14.2 確定性分形或如何繪制娛樂圖樣 231
14.3 自相似性 234
14.4 天然分形 235
14.5 簡單的高聚物分形 240
14.6 為什么要關心分形？（兩位作者某天如是說） 242
14.7 為什么冪律描述了自相似性，以及這在高聚物物理學中有何用途 243
14.8 高聚物中的其他分形，分形中的高聚物 246
14.9 幾何學與分類 247
第15章 高聚物、進化與生命起源 249
15.1 為什么在一本關于高聚物的書中討論進化 249
15.2 進化的分子現象學 251
15.2.1 系譜樹，其根：盧卡 251
15.2.2 進一步觀察 252
15.2.3 冪律 253
15.2.4 序列的統計學 255
15.2.5 有意義和無意義的，隨機與分形 256
15.3 熵與進化 257
15.3.1 進化著的宇宙中的生命 257
15.3.2 生命與熱力學第二定律 258
15.3.3 早期地球上的化學演化 261
15.3.4 一級聚合反應 262
15.3.5 記住隨機選擇 264
15.3.6 自然界中的左右手對稱性 266
15.3.7 QWERTY 267
15.3.8 新信息的產生 267
15.4 結論 269
建議進一步閱讀的書單 270
索引 276
譯后記 287
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