第一章开篇语

本章主要是从人类社会文明发展的各个阶段，来阐述材料的推进作用。材料技术的发展和进步，会促使人类向更高的文明迈进。同时也简介了本课的由来，以及课程内容的组成。

●1.1欢迎大家走进材料世界

本节主要是从人类社会文明发展的各个阶段，来阐述材料的推进作用。材料技术的发展和进步，会促使人类向更高的文明迈进。同时也简介了本课的由来，以及课程内容的组成。

第二章神奇的纳米材料

纳米材料对世人来说，已经是很熟悉的字眼了，但是对纳米材料到底知多少？本章综合介绍了纳米材料的发展史、基本概念、制备方法、特点、应用及前景等方面，给大家展开一个更加了解纳米材料及其应用的窗口。

●2.1胡须每天长多长？

纳米材料科学研究史之来龙去脉。此部分主要讲述纳米科技史上的几个里程碑事件，及其蕴含的必然规律。一句话，只有懂得历史，才能预见未来。

●2.2大自然的奇迹

纳米材料的自然启示。大自然是我们的老师，在各个方面都有所显示。自然界中的各种现象和动植物，都告诉我们纳米材料大有用武之地，请祥看内容。

●2.3纳米材料为什么那么牛？

我们都知道，当粒子的尺寸减小到纳米量级，将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。这就是纳米材料的基本特点概况，有了这些功能，纳米材料才能得到更广泛的应用

●2.4纳米世界的新宠

新材料的出现，从纳米瓷，到新型复合材料，到另类材料，到新能源材料，都属于新材料的范畴，都是国民经济和市场所需。

●2.5身边的纳米材料

研究材料的目的是为了将来能应用到我们的生活和科技发展中，应用的前提是理解并掌握这种材料的特点。这里给出了不少纳米产品及应用，也介绍了部分产品的特性。

●2.6纳米技术的发展与未来

纳米材料因为一些特殊的功能，这使得它们可作为高活性的吸附剂和催化剂，在氢气贮存、有机合成和环境保护等领域有着重要的应用前景。这里给出了三个不同场合的应用前景，相信新材料改变世界。

第三章大有可为的太阳能材料

在众多的新能源当中，太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源，已逐渐成为新能源的重要组成部分，并不断得到发展。然而，目前对于太阳能的利用只占全球能量利用的2%。因此，不断加强对太阳能的开发和利用，便成为人类在21世纪取代传统化石燃料的最佳选择之一。本章将与大家讨论以下四个问题：一、太阳能利用方。二、太阳能电池工作原理。三、太阳能电池分类。 四、太阳能制氢技术。通过这四个问题，带领大家了解太阳能和太阳能电池的基本原理、材料、应用及当前科研领域的前沿研究方向。

●3.1驾驭太阳能

太阳能转换技术是太阳能利用的关键。本节介绍太阳能转换的两种主要方式——光热转换和光电转换

●3.2光到电的秘密

本节从基本的材料和物理过程入手，介绍太阳能电池光电转换的基本原理。

●3.3你不知道的各种太阳能电池

本节介绍太阳能电池的分类，带大家欣赏不同太阳能电池的材料、性能、特点等。

●3.4太阳能的时髦新应用

本节介绍太阳能电池在当前科研领域的前沿研究方向——太阳能制氢，介绍太阳能制氢的方式、原理、材料、特点等。

第四章领航未来的有机芯片材料

随着人们生活的进步，对智能手机的要求越来越高。一部手机想要在众多品牌中脱颖而出，就必须拥有足够优秀的处理器。而这个处理器就是芯片，芯片内部集成电路中主要的元件是硅基场效应晶体管，随着微电子加工技术的不断进步，器件的特征线宽不断缩小，传统的无机硅基微电子器件已经逐渐接近其原理上的极限，而且价格较高。研发高性能、易加工，成本低，体积小、重量轻、功耗小、热稳定性好的有机场效应晶体管材料作为成为光电信息功能材料的前沿领域。。本章将与大家讨论以下问题：一、领航未来的有机场效应晶体管材料。二、有机场效应晶体管（OFET）器件构造及工作原理。三、酞菁基有机场效应晶体管（OFET）材料的研究之路。

●4.1领航未来的有机场效应晶体管材料

本节从“小芯片大战略”切入，主要介绍三个方面的内容：
4.1.1信息材料发展的重要性
4.1.2芯片材料的前世今生
4.1.3 有机场效应晶体管材料。

●4.2有机场效应晶体管（OFET）器件构造及工作原理

通过有机场效应晶体管材料的结构特征、器件工作原理及研发过程介绍，使学生了解OFET这一前沿领域，

●4.3酞菁基有机场效应晶体管（OFET）材料的研究之路

熟悉OFET新材料研发的一般规律以及对现代生活的引领作用，开拓视野，激发学生的研发兴趣，感受创新的魅力，增强“国之所需吾志所向”的责任担当。

第五章预见未来的计算材料学

随着科学技术研究的不断发展，对微观尺度下分子原子层面的相互作用提出了更高的要求，同时实验现象发生的动态过程也尤为关心。而当前实验手段在很多情况下无法满足上述要求。分子模拟技术应用而生，它是通过计算机建模，赋予分子原子间的相互作用参数，考察在实验环境条件下分子间的相互作用，观察实验现象发生的微观过程，计算分子间的相互作用，提取热力学动力学参数，从微观层次揭示宏观实验现象发生的机理机制及动态过程。本章将与大家讨论以下两个个问题：一、什么是分子模拟；二、分子模拟的应用。

●5.1分子模拟简介

通过介绍不同层次的分子模拟方法，使同学们了解分子模拟技术的原理及特点，适用的时间和空间尺度，可以分别解决什么样的问题；

●5.2分子模拟应用

揭示了分子模拟如何与实验研究结合，包括揭示实验机理、极端条件下实验现象发现和用于辅助设计功能分子。该部分内容可以拓展学生对科学研究方法的理解，了解基于分子模拟的计算方法，增强未来从事科学研究的能力。