內容簡介
全釩液流電池、智慧釋藥系統、碳材料、分子機器……
顛覆傳統化工裝置，開啟精細化學品製造的新篇章！
◎從石墨烯到碳纖維，碳的無限可能與應用
◎創新儲能科技為可再生能源的有效利用鋪路
◎用化學工程精準控制藥物釋放，提升治療效率
◎如何建造功能性分子裝置並開創製造業新途徑
▎桌面工廠 Desktop Factory
本章深入探討了微化工技術的發展和應用，這種技術允許在微小空間內進行化學過程，從而革新了傳統的大型化工裝置理念。介紹了微尺度傳遞現象和化工過程強化的基本原理，並透過實例展示了微化工系統在精細化學品開發和製造中的應用。此外，還探討了微化工技術未來的發展方向，指出它將如何繼續推動化學工業的創新。
▎電力銀行 Electricity Bank
本章探討了儲能技術，特別是全釩液流電池等大規模儲能技術的發展。這些技術對於有效利用可再生能源如太陽能和風能至關重要，可以解決能源生產的間歇性問題。透過介紹釩的多價態金屬元素和膜技術在儲能領域的應用，讀者可以了解到儲能技術如何支持現代能源系統的可持續發展。
▎智慧釋藥 Smart Drug Delivery
本章介紹了先進的藥物傳遞系統，這些系統利用化學和化學工程的原理實現藥物的定時、定量和定向釋放。強調了化學工程在提高藥物治療效果和患者便利性方面的重要作用，說明了透過化學工程如何使藥物遞送更加精確。
▎神奇的碳 Miraculous Carbon
本章探討了碳的獨特性和多樣的應用，從石墨到碳纖維和石墨烯等同素異形體的相互轉化。透過深入碳的原子結構和成鍵特性，解釋了碳素材料在科技和工業中的廣泛應用，並展望了碳基材料未來的創新潛力。
▎分子機器 Molecular Machines
本章介紹了分子機器的概念和發展，從分子水平製造具有特定功能的裝置。探討了化學家如何利用自下而上的策略革新傳統製造業，並介紹了各種分子裝置如分子車和分子剪刀的研究進展。不僅展示了化學在創造微觀機械中的應用，也討論了未來的挑戰和機遇。
▎ OLED之夢 OLED Dream
本章闡述了有機發光二極體的工作原理及其在顯示和照明領域的應用。從有機半導體材料的光電原理到OLED的發光機制，詳細介紹了這一技術如何提供更節能、高效的顯示解決方案，並探討了有機電子學的未來方向。
▎複合材料 Composite Materials
本章介紹了這些材料的基本組成和優勢，特別是它們在航太等高科技領域中的應用。本章從模仿自然界的傷口自癒合功能到實際工業應用，詳細描述了複合材料的設計和功能，展望了複合材料科技的創新前景。
▎病毒製造 Virus Manufacturing
本章闡述了如何利用病毒的生物學特性進行創新應用，如使用基因改造的噬菌體提高鋰電池的效率。介紹了病毒作為生物工程工具的潛力，探討了其在環境治理和能源生產中的應用，為讀者揭示了生物技術的新範疇。
▎ 生物煉製 Biorefinery
本章探討了將生物質轉化為能源和化學品的過程，強調了生物煉製技術在替代傳統石化煉製方面的重要性。介紹了從木質纖維素到生物能源和化學品的生產過程，揭示了這一技術如何有助於實現可持續的生態工業系統。
▎細胞工廠 Cell Factory
本章介紹了利用微生物生產化學品和藥物的技術。透過合成生物學和代謝工程，改造微生物以生產高價值化合物。從科學基礎到實際應用，說明了微生物如何成為解決能源、環境和資源問題的重要工具。
本書特色
本書是集尖端科技成果於一身的化學化工科普書，內容涵蓋從桌面工廠、智慧釋藥到OLED技術等多元主題，以圖文並茂的方式深入淺出地介紹了化學和化學工程的魅力。透過生動案例和科學解說，旨在激發讀者對化學化工領域的興趣和探索欲，強化其對於當前和未來科技進展的理解，是一部科學性與趣味性兼具的科普佳作。
作者介紹
主編簡介
金湧
清華大學化學工程系教授。專業方向為化學反應工程、生態工業工程，近年來熱心科學普及工作。曾榮獲美國化學工程師協會（AIChE）講座教授獎等榮譽。
執行主編簡介
楊基礎
博士生導師。近5年來在海內外雜誌和會議上發表學術論文50多篇。合作出版專著《液液萃取過程及設備》，參加編寫《化學工程手冊》（第二版）、《液液萃取手冊》。
目錄
序
前言
01 桌面工廠Desktop Factory
1.1 引言
1.2 無處不在的傳遞現象
1.3 微尺度傳遞與化工過程強化
1.4 精密製造與微化工裝置
1.5 桌面工廠——神奇的微化工系統
1.6 微化工系統在工業生產中的應用初探
1.7 微化工技術的未來
02 電力銀行Electricity Bank
2.1 引言
2.2 夜晚還能利用太陽照明嗎？
2.3 把電儲存在哪裡？
2.4 儲能電池會替生活帶來哪些變化？
2.5 歷史悠久的鉛酸電池儲能技術
2.6 利用水溶液來儲電的全釩液流電池
2.7 能存更多電量的鋅溴液流電池
2.8 利用金屬鈉和硫磺做成的電池
2.9 會「呼吸」的鋅空氣電池
2.10 面向未來的儲能科學與工程
2.11 結束語
03 智慧釋藥Smart Drug Delivery
3.1 引言
3.2 什麼是藥物傳輸系統，為什麼要發展智慧釋藥系統？
3.3 從化學工程的角度理解藥物在體內的輸送
3.4 化學與化學工程促進藥物的吸收
3.5 化學與化學工程幫助藥物靶向輸送
3.6 化學與化學工程實現藥物的控制釋放
3.7 結語：化學工程為人類的健康創造新奇蹟
04 神奇的碳Miraculous Carbon
4.1 碳的發現
4.2 獨特的原子結構
4.3 豐富的成鍵特性
4.4 碳的單質形態——同素異形體
4.5 新型碳材料
4.6 結束語
05 分子機器Molecular Machines
5.1 未來的機器——微型化的方向
5.2 分子的「革命」——什麼是分子裝置和分子機器？
5.3 緣起分子車輪——分子裝置和分子機器的研究歷史
5.4 家族的擴張——形形色色的分子裝置和分子機器
5.5 結束語
06 OLED之夢OLED Dream
6.1 OLED技術簡介
6.2 有機半導體材料的光電原理
6.3 OLED發光原理
6.4 有機材料——OLED的根本
6.5 神奇的有機材料設計與合成
6.6 OLED的應用
6.7 OLED為人類提供更美好的生活體驗
07 複合材料Composite Materials
7.1 複合材料的由來
7.2 複合材料的特點和應用
7.3 傷口自癒合複合材料太空梭構件
7.4 複合材料的未來
7.5 結束語
08 病毒製造Virus Manufacturing
8.1 病毒製造——從大千世界說起
8.2 病毒製造的科學基礎
8.3 病毒製造的大事業
8.4 放飛夢想——病毒製造的大時代
09 生物煉製Biorefinery
9.1 石化煉製的過程及其存在的問題
9.2 生物煉製的概念
9.3 生物煉製過程
9.4 木質纖維素的生物煉製
9.5 典型的生物煉製產品
9.6 展望
10 細胞工廠Cell Factory
10.1 微生物細胞工廠的科學基礎
10.2 微生物細胞工廠的大事
10.3 結束語
