功能材料结构与设计
多功能复合材料的设计与开发
多功能复合材料的设计与开发在当今科技飞速发展的时代，材料科学领域的创新不断推动着各个行业的进步。
多功能复合材料作为一种具有多种优异性能的新型材料，正逐渐成为研究和应用的热点。
它的出现不仅为解决许多传统材料面临的问题提供了新的思路，也为创造更先进、更高效的产品开辟了广阔的前景。
多功能复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学方法组合而成的一种新型材料。
这些不同的材料在性能上相互补充、协同作用，从而使复合材料具备了单一材料所无法实现的多种功能。
例如，将高强度的纤维材料与韧性良好的树脂基体复合，可以得到既坚固又有一定韧性的结构材料；将具有导电性能的材料与绝缘材料复合，可以制备出具有特定电学性能的复合材料。
那么，如何进行多功能复合材料的设计与开发呢？这是一个涉及多学科知识和技术的复杂过程。
首先，要明确设计需求。
这就需要充分了解应用场景和目标性能。
比如，如果是为航空航天领域设计复合材料，可能需要考虑材料的轻量化、高强度、耐高温等性能；而如果是为电子设备设计，则可能更关注材料的导电性、电磁屏蔽性等。
只有明确了具体的需求，才能为后续的设计工作指明方向。
在确定了设计需求后，接下来就是选择合适的原材料。
原材料的选择直接影响到复合材料的最终性能。
需要综合考虑材料的物理、化学、力学等性能，以及它们之间的相容性和界面结合能力。
例如，在选择增强纤维时，玻璃纤维成本较低但性能相对一般，碳纤维强度高但价格昂贵，而芳纶纤维则具有良好的韧性和抗冲击性能。
根据具体的需求和成本预算，选择最合适的纤维类型至关重要。
材料的复合方式也是设计中的关键环节。
常见的复合方式包括层压复合、共混复合、填充复合等。
层压复合可以使材料在不同方向上具有不同的性能，适用于需要各向异性的场合；共混复合则能够实现材料性能的均匀分布；填充复合则可以通过添加特定的填料来改善材料的某些性能，如添加纳米粒子可以提高材料的强度和耐磨性。
除了材料的选择和复合方式，微观结构的设计也对复合材料的性能有着重要影响。
材料学中的功能化材料设计与制备
材料学中的功能化材料设计与制备材料学是研究材料的科学，关注材料的性质、结构和工艺制备等方面。
近年来，随着功能化材料的广泛应用，功能化材料设计与制备成为了材料学中的研究热点。
本文将围绕功能化材料设计与制备展开探讨。
一、功能化材料的定义和特点功能化材料是指具有特定功能或能力的材料。
它们可以用于解决人们日常生活中的一些问题，也可以应用于工业生产、医学治疗和环境保护等方面。
功能化材料的特点是多样化和个性化，它们所拥有的各种功能都可以通过材料结构设计与制备来实现。
二、功能化材料设计的流程功能化材料的设计是一个复杂的过程。
设计者必须首先明确所需功能和材料性质之间的关系，然后根据这些关系来制定设计方案。
下面是功能化材料设计的具体流程：1. 确定所需要实现的功能在设计某种功能化材料之前，必须首先明确所需要实现的功能，即确定材料的用途和应用场景。
例如，如果需要制作一种具有抗菌功能的材料，那么需要对该材料所需要的抗菌能力进行具体的量化分析。
2. 分析功能与材料性质之间的关系功能化材料的设计需要深入了解所需要实现的功能与材料性质之间的关系。
例如，对于抗菌功能的材料来说，需要了解材料表面的化学环境和微观结构如何影响抗菌能力。
3. 确定材料制备方案根据功能化材料的设计需求，确定最合适的制备方案。
例如，如果需要制备一种具有高抗菌能力的材料，可以采用生物制备或物理制备方法，如激光诱导聚合或溶胶凝胶法等。
4. 材料制备与测试在制备功能化材料时，需要进行一系列测试来验证材料是否具有预期的功能和性能。
测试内容包括抗菌能力、热稳定性、耐用性等。
三、功能化材料的制备方法目前，功能化材料的制备方法多种多样，可以根据不同的实际需求来选择适合的方法。
下面列举几种常见的制备方法：1. 化学合成这种方法通常用于制备具有特殊化学性质的材料。
化学合成的优点是成品材料纯度高，能够通过控制反应条件来调节材料的结构和性质。
2. 生物制备生物制备是一种利用生物体内生物学机制制备材料的方法。
功能材料与结构材料的区别
功能材料与结构材料的区别功能材料具有除力学性能以外的其他物理性能的特殊材料。
功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料功能材料是新材料领域的核心，是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。
它涉及信息技术、生物工程技术、能源技术、纳米技术、环保技术、空间技术、计算机技术、海洋工程技术等现代高新技术及其产业。
功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，还对我国相关传统产业的改造和升级，实现跨越式发展起着重要的促进作用。
功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。
世界各国均十分重视功能材料的研发与应用，它已成为世界各国新材料研究发展的热点和重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。
在全球新材料研究领域中，功能材料约占85 % 。
我国高技术(863)计划、国家重大基础研究[973]计划、国家自然科学基金项目中均安排了许多功能材料技术项目（约占新材料领域70%比例），并取得了大量研究成果。
新型功能材料国外发展现状当前国际功能材料及其应用技术正面临新的突破，诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等正处于日新月异的发展之中，发展功能材料技术正在成为一些发达国家强化其经济及军事优势的重要手段。
超导材料以NbTi、Nb3Sn为代表的实用超导材料已实现了商品化，在核磁共振人体成像（NMRI）、超导磁体及大型加速器磁体等多个领域获得了应用；SQUID作为超导体弱电应用的典范已在微弱电磁信号测量方面起到了重要作用，其灵敏度是其它任何非超导的装置无法达到的。
但是，由于常规低温超导体的临界温度太低，必须在昂贵复杂的液氦(4.2K)系统中使用，因而严重地限制了低温超导应用的发展。
材料结构与性能之间的关联对材料设计具有重要指导意义
材料结构与性能之间的关联对材料设计具有重要指导意义在材料科学和工程领域，材料的结构与性能之间的关联是一个重要的研究方向。
了解和掌握材料结构与性能之间的关系，对于材料设计和性能优化至关重要。
本文将探讨材料结构与性能之间的关联，并分析其在材料设计中的指导意义。
材料结构与性能之间的关联主要体现在以下几个方面：1. 结晶结构与力学性能：材料的结晶结构对其力学性能有着重要的影响。
晶体的晶格结构和晶体缺陷（如晶界、位错等）对材料的强度、硬度和塑性等力学性能具有显著的影响。
通过控制材料的晶粒尺寸、晶界的类型和密度，可以调节材料的力学性能，实现材料的强度和韧性的平衡。
2. 化学成分与化学性能：材料的化学成分对其化学性能有着关键的影响。
不同元素的添加或取代可以改变材料的化学性质，如反应活性、耐腐蚀性等。
例如，合金中不同金属元素的配比和含量可以改变材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能，从而适应不同的工程应用需求。
3. 显微结构与导电性能：材料的显微结构对其导电性能有着重要的影响。
在金属和半导体材料中，晶界和晶粒尺寸对材料的电子迁移率和电阻率具有显著影响。
通过优化材料的显微结构和粒界工程，可以提高材料的导电性能，满足电子器件对高性能材料的需求。
以上这些关联关系为材料设计提供了重要的指导意义。
在材料设计过程中，我们可以从以下几个方面出发，利用这些关联关系来实现材料性能的优化和控制：1. 结构优化：通过调控材料的结构，包括晶体结构、晶体缺陷和显微结构等，可以改善材料的力学性能、导电性能和光学性能等。
例如，利用晶粒细化和晶界工程来提高材料的强度和塑性，通过控制材料的晶粒尺寸和晶界密度来提高材料的导电性能。
2. 成分调控：通过调整材料的化学成分和配比，可以改变材料的化学性质和功能。
在合金材料中，可以通过合理的元素选择和含量控制，来改善材料的耐磨性、耐腐蚀性和高温性能等。
同时，可以利用化学成分的调控来实现材料的多功能性，满足不同领域的应用需求。
什么是功能材料
什么是功能材料功能材料是一种根据特定需求调整结构和性能的材料。
它们被广泛应用于各种领域，包括电子、医疗、航空航天、能源等。
功能材料的设计和制备旨在实现特定的功能或性能，例如导电、光学、阻尼、耐磨、高温耐性等。
功能材料的设计和制备通常包括下列步骤：1. 选择合适的基础材料：基础材料通常是能够满足基本要求的材料，如金属、陶瓷、高分子等。
根据具体的功能需求，选择适合的基础材料是功能材料设计的第一步。
2. 调整材料结构：改变材料的结构可以改变其性能。
通过调整晶体结构、微观结构或多孔结构，可以获得所需的性能。
例如，在材料的表面形成纳米结构可以增加其表面积和反应活性。
3. 添加功能性组分：通过添加特殊的化合物或材料，可以赋予基础材料特定的功能。
例如，添加导电粉末可以使非导电材料具有导电性；添加发色剂可以改变材料的颜色；添加纳米颗粒可以提高材料的机械性能等。
4. 调整材料处理和制备方法：不同的材料处理和制备方法可以对材料的结构和性能产生显著影响。
例如，通过改变烧结温度和烧结时间，可以控制陶瓷材料的致密度和硬度；通过不同的溶剂和溶液浓度，可以控制高分子材料的分子结构和力学性能。
功能材料的应用非常广泛。
在电子领域，功能材料用于制造电池、光伏电池、导电薄膜等；在医疗领域，功能材料用于制造人工关节、植入器械、生物传感器等；在航空航天领域，功能材料用于制造高温材料、轻质材料等；在能源领域，功能材料用于制造电池、催化剂等。
总之，功能材料是根据特定需求调整结构和性能的材料。
它们的设计和制备需要选择适当的基础材料、调整材料结构、添加功能性组分以及调整材料处理和制备方法。
功能材料在电子、医疗、航空航天、能源等领域具有广泛的应用潜力。
结构功能一体化材料的设计构建与应用
结构功能一体化材料的设计构建与应用结构功能一体化材料是指具备同时满足结构与功能要求的材料，通过将功能材料与结构材料有机地结合，从而实现结构与功能的统一。
其设计与构建主要包括以下几个方面：1. 材料选择与组成：首先需要根据功能要求选择合适的功能材料，然后将其与结构材料进行组合。
功能材料可以是具有特定物理、化学或生物活性的材料，而结构材料可以是具有高强度、高刚度或耐磨性的材料。
组合时需要考虑两种材料之间的相容性和相互作用。
2. 材料界面设计：结构功能一体化材料的性能不仅受到材料本身的影响，还受到界面的影响。
因此，需要设计合适的材料界面来优化结构功能一体化材料的性能。
界面可以通过化学改性、表面涂覆或界面结合等方式进行调控，以改善材料的亲和性、相容性和界面的结合强度。
3. 结构设计与构建：在设计结构功能一体化材料时，需要考虑材料的结构形态和构建方法。
结构可以是多层级的，通过将不同材料层堆叠或穿插组合而成，从而实现结构与功能的相互关联。
构建方法可以是传统的材料加工方法，如热压、注塑等，也可以是新兴的制造技术，如三维打印、激光烧结等，以提高材料的性能和可控性。
4. 应用领域与性能优化：结构功能一体化材料可以在多个领域得到应用。
例如，在航空航天领域可以用于制造轻量化且具有高强度的结构部件；在能源领域可以用于制造具有高效传输与储存能力的材料；在医疗领域可以用于制造具有生物相容性和生物活性的植入材料等。
在应用过程中，还可以通过优化材料的组成、结构和界面来进一步提高其性能和功能。
综上所述，结构功能一体化材料的设计构建与应用需要综合考虑功能材料与结构材料的选择、界面设计、结构构建及优化等方面的因素，以实现结构与功能的协同发展。
新型功能性材料的设计和制备
新型功能性材料的设计和制备随着科技的进步和人们生活水平的提高，材料科学一直是人们探索的热门领域。
在新型功能性材料的设计和制备方面，材料科学家们不断进行研究和实验，以满足人们对于更高质量、更高效率、更环保、更健康等方面的需求。
一、新型功能性材料的需求和应用在当今社会，新型功能性材料已成为各大行业发展的重要基础，具有广泛的应用前景。
首先是电子通讯行业，新型功能性材料可以被用于手机、平板电脑、电视、电脑等电子设备中。
其次是新能源领域，如太阳能电池板、风力发电装置、燃料电池等，都需要使用新型可持续材料。
此外，新型功能性材料还可应用于医药领域、纳米技术、环境保护等方面。
不同应用需求需要采用不同性质的材料。
例如在电子通讯行业中，需要使用导电性能良好的材料，如石墨烯、碳纳米管等；在新能源领域中，需要使用光电转化效率高、导电性能好、耐高温等性质的材料，如钙钛矿太阳能电池、纳米线等；在医药领域中，需要使用具有高生物相容性和生物可降解性的材料，如聚乳酸、明胶等。
二、新型功能性材料的设计新型功能性材料的设计，需要结合应用需求来确定合适的材料性质。
一般来说，可以从下列几个方面入手进行设计：1、材料的晶体结构设计。
材料的晶体结构对其性能有很大的影响。
通过控制材料晶体结构的形态和尺寸，可以改变材料的光学、电学、磁学等性质。
例如，调节材料纳米结构的大小，可以改变其红外吸收、荧光效应等性质。
2、材料表面化学修饰设计。
材料表面往往是最活跃的部位，通过对表面化学组成和形态进行设计，可以控制材料表面特性，如亲水性、疏水性、生物相容性等。
例如，利用材料表面吸附的生物分子实现针对特定细胞或癌细胞的选择性识别，从而实现特定的生物医学应用。
3、控制材料组分和纯度。
材料组分的设计对于改变材料的性质和应用具有重要作用。
例如，通过半导体材料的掺杂和组成变化，可以改变材料的光电性质，实现不同用途的电子器件。
而材料的纯度越高，其性质和应用也越可靠和稳定。
建筑设计中的材料运用与构造表达
建筑设计中的材料运用与构造表达建筑设计是一门艺术与科学相结合的学科，其中材料的运用和构造的表达是非常重要的元素。
通过材料的选择和构造的设计，建筑师能够创造出独特的空间体验和建筑形象。
本文将探讨建筑设计中材料的运用和构造的表达所带来的影响和意义。
首先，材料的运用对建筑设计的外观和氛围起着至关重要的作用。
不同的材料具有不同的质感和触感，能够赋予建筑以不同的形象和风格。
例如，使用光滑的不锈钢材料可以给人一种现代感和时尚感，而砖石的运用则会给人一种古朴和稳重的感觉。
建筑师可以根据项目的需求和设计意图选择合适的材料，通过其颜色、纹理和质感来表达建筑的特点和氛围。
其次，材料的运用与建筑的功能和结构密切相关。
建筑设计需要考虑到建筑物的使用需求，不同的功能要求不同的材料特性和性能。
例如，商业建筑的外墙需要选用耐候性好、防尘能力强的材料；住宅建筑需要选用隔热性好、保温性强的材料。
同时，建筑的结构形式和材料的选择也需要相互匹配。
对于大跨度的空间，需要使用高强度、轻质的材料，如钢结构；对于小尺度的建筑，可以使用砖石等传统材料。
通过合理选择材料和构造设计，可以保证建筑的结构稳定和性能可靠。
然而，材料运用与构造表达仅仅满足于满足功能和结构的要求还不够，还需要考虑到建筑与环境的融合与对话。
在当今注重可持续发展和环保的背景下，建筑师越来越关注如何选择符合环保要求的材料，并通过精心的构造来实现节能减排和资源利用的最大化。
例如，利用太阳能板作为建筑外墙的一部分来提供电力，或是使用可再生材料来减少对有限资源的依赖。
通过在设计中考虑环保因素，建筑师能够将建筑与自然环境有机地融合在一起，创造出与自然和谐相处的建筑。
此外，材料运用和构造表达也是建筑师进行创新和表达的一种方式。
通过对不同材料特性的理解和运用，建筑师可以创造出以前所未有的建筑形象和体验。
例如，通过对透明材料和光线的利用，可以创造出通透明亮的空间；通过对镜面材料和反射的运用，可以创造出虚实结合的效果。
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• 反映 σ 的逆操作就是 σ 本身：σ σ = σ 2=E • 旋转Cnm的逆操作是Cnn-m，因为：Cnm Cnn-m = Cnn = E
群的表示
• 对称操作群所含的一组对称操作的表示矩阵也构成群. 简称群的表示．
• 特征标 --- 矩阵的对角元素之和.任何表示矩阵的集合， 包含了点群的全部对称信息，这些信息也包含在矩阵 的特征标之中。
第一章 功能材料概述
• 功能材料定义: 在声、光、电、磁、热及化学性能上有特 殊效应的，用于非结构目的的(高技术)材料。
• 功能材料分类: 根据材料的化学组成、应用领域、使用性 能进行分类。
• 功能材料的现状: 现已开发的以物理功能材料最多有， 单 功能材料，功能转换材料，多功能材料，复合和综合功能 材料，新形态和新概念功能材料。化学和生物功能材料的 种类较少，但其发展速度很快，其功能也更多样化。
• UF6 ， SF6 ，PtCl62-
分子结构中的重要点群
• Ih 点群
– 二十面体构型的分子或离子（对称操作: 120个） • 富勒烯、B12H122-
B BBB
BB BB BBB
B
分子结构中的重要点群列表
点群 C1
Cs C2 C2h C2v
C3v
C4v D2h D3h
D4h D5h
范例 CFClBrH、麦角酸 亚硫酰氯、次氯酸
是点阵点
α
α
A
t
B
• 绕A轴旋转α，将B点转 至B’点
• 绕B轴反向旋转α，将A 点转至A’点
• 线段B’A’长度为t’，且与 线段AB平行
立方烷、六氟化硫 氯化氢、一氧化二碳 氢分子、叠氮根离子、二氧化碳
富勒烯
对称操作的表示矩阵
•恒等操作E的表示矩阵
•反映操作σxy的表示矩阵
•反演操作i的表示矩阵
•旋转Cn操作矩阵方程,绕Z轴
对称操作的表示矩阵
• 旋转-反映操作Sn的表示矩阵 (绕 z 轴按逆时针方向转动 θ 角)
对称操作群
• 群的定义：按照某种规律联系着的一组元素的集合。 对于给定的乘法满足下述四条公设：满足封闭性、结 合律成立、单位元E存在、逆元素存在。
分子结构中的重要点群
• Dh 点群
– 对称元素:
• C (和键轴方向一致) • σv (无穷多个,通过键轴
的垂直镜面) • σh (水平镜面) • C2 (无穷多个,垂直
于 C )
– 例: H2 、CO2 、XeF2
– 有对称中心的线型分子
均属 Dh 点群
• Sn点群
– 对称元素:
• Sn (映轴) – n=奇数，Sn=Cnh – n=偶数， S2=Ci S4 ，S6新群
• 第三章 固体总论 – 固体中的化学键 – 固体中的缺陷 – 无机固体的合成
• 第四章 功能设计的原理和方法简介 – 固体结构与性能之间的相互关系 – 功能材料设计原理 – 功能材料设计方法
• 第五章 不同功能材料结构与设计选 讲
– 磁性材料 – 超导材料 – 特殊热性能材料 – 智能材料 – 功能高分子材料 – 纳米功能材料 – 其它功能材料 • 第六章 现代功能材料应用及其设计 方法展望
H3C CH3
N CH3
H3C
S4 {E, S41, S42, S43}
{E,hC41,C21, hC43}
分子结构中的重要点群
• Td 点群
– 正四面体构型的分子 或离子（对称操作: 24个）
• CH4 ， CCl4 ，GeCl4
• Oh 点群
– 正八面体构型的分子 或离子（对称操作: 48个）
特性三：临界温度（Tc）、临界磁场（Hc）、临界电流Jc 是约束超导现象的三大临界条件
特性四：约瑟夫森（B D Josephson）效应（隧道效应）
• 超导合金其中Ge-Nb3的临界温度最高（23.2K） • 陶瓷超导体YBaCuO（Tc＝90K）
磁功能材料
• 磁功能材料
• 磁化强度（M）：只有当内部
重叠式乙烷
D2h {E,C2,2C2, h,i,2v} D3h {E,2C3,2S3, 3C2,3v h}
分子结构中的重要点群
• Dnd点群
– 对称元素: • Cn • C2(在主轴的垂面方向上) • σd (一套平分每一对C2轴间夹角的垂直镜面)
C3H 4
D2d
分子结构中的重要点群
• Dnd点群例:
• 例如：H2O和NH3分子有偶极矩，为极性分子； • CO2的永久偶极矩为零； CCl4分子永久偶极矩为零。 2. 分子有无旋光性就看它是否能跟它的镜像重合。所有
不对称分子都具有旋光性。
第二章 材料结构原理- 晶体篇
• 晶体结构可表述为： 晶体结构 = 点阵 + 结构基元
• 点阵：在空间任何方向上均为周期性排布的无限个全同点的 集合。点操作的集合构成的群称为点群。
电功能材料
体 原子数比: 原子站位:
杂质半导体
1/109 同位
固溶体
1/100 同位
化合物半导
1/100 异位
电功能材料
• 超导电现象：材料的电阻随温度降低而减小并最终出现零 电阻的现象。超导体：低于某一温度出现超导电性的物质。
• 超导体的基本特性： 特性一：完全导电性（零电阻） 特性二：完全抗磁性
• 给定晶体，其中任意两个点阵点所代表的两个结构基元应该 满足： 1)化学组成相同 2)内部结构相同 3)周围环境相同
• 旋转、倒反、反映、旋转-倒反、旋转-反映、螺旋旋转、滑移反映
点对称操作
轴次定理
轴次定理：晶体中只可能存在1，2，3，4，6重对称轴，5重和 6重以上对称轴不存在 。
B’
t’
A’ • A，B点是点阵点，A’,B’点也必
+
+3
Basic Properties/functions… New Properties/functions…
第二章 材料结构原理- 分子篇
• 分子的对称性：是指存在一定的操作，它在保持任意 两点间距离不变的条件下，使分子内部各部分变换位
置，而且变换后的分子整体又恢复原状。这种操作称 为对称操作。对称操作据以进行的元素称为对称元素。
• 对称元素: E
• 一阶群(E)
Ci点群:
• 对称元素: i
• 二阶群(E，i)
H
Cl
F
F
Cl
H
二氟二氯乙烷
分子结构中的重要点群
Cs点群:
• 对称元素: σ
• 二阶群(E，σ)
C2点群:
• 对称元素: n
• 二阶群(C2，C22=E)
H2O2 C2
分子结构中的重要点群
C3点群:
• 对称元素: n • 三阶群
其他功能材料
• 磁致伸缩材料：磁性材料在外磁场作用下，产生伸长或缩 短的现象－为磁致伸缩效应。 （声纳、传感器敏感元件）
• 功能高分子 - 指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方 法做出反应的高分子材料。
• 热功能材料：随着温度的变化，有些材料的某些物理性能 会发生显著变化，如热胀冷缩、出现形状记忆效应或热电 效应等，这类材料称为热功能材料。
过氧化氢 反-1,2-二氯乙烯 水、四氟化硫、硫酰氟
氨、三氯氧磷
四氟氧氙 四氧化二氮、乙硼烷 三氟化硼、五氯化磷、三氧化硫
四氟化氙 二茂铁重叠式构象、C70富勒烯
点群 D6h D2d D3d D4d D5d Td Oh C∞v D∞h Ih
范例 二苯铬、苯
丙二烯、四氮化四硫 乙硅烷交叉式构象 十羰基二锰交叉式构象 二茂铁交叉式构象 四氯化锗、五氧化二磷
HCN
分子结构中的重要点群
• Dn点群
– 对称元素: Cn，C2(在主轴的垂面方向上) – 含三个相同双齿配体的六配位化合物均属D3点群．
C2
N6 N3
C2
N1
N5
C2
N4 N2
D3： [Co(NH2CH2CH2NH2)3]3+
分子结构中的重要点群
• Dnh点群
– 对称元素: Cn，C2(在主轴的垂面方向上)，σh (水平)
• Cnv 点群:
H2O
NH3
分子结构中的重要点群
• Cnh 点群
– 对称元素: n，σh
– 2n 阶群 C1h =Cs
分子结构中的重要点群
• Cv 点群
– 对称元素: • C (和键轴方向一致) • σv (无穷多个,通过键轴的垂直镜面)
– 例: CO、HCN – 无对称中心的线型分子均属 Cv 点群
• 分类:(正/负)热膨胀材料 形状记忆材料 测温材料（热电）
• 纳米功能材料、光功能材料 、敏感材料、储氢材料、隐 形材料。。。
功能材料设计的概念及方法
原料
制备
材料试样
观测
组织结构
改
测试
进
特性
试用
可否
评价
微
制
观
备
组
方
材
织
法
料
结
设
设
构
计
系
计
设
统
计
设
计
功能设计基本思想
• 基本思想
Basic Structure +/- d(Structure) = New Structure
• 封闭性：若aϵG, bϵG，则abϵG • 结合律：(ab)c=a(bc) • 单位元E：ae=ea=a • 逆元素: aa-1=e
• 对称操作的集合构成的群称为对称操作群,简称对称群。 • 分子所有对称元素必须至少通过一点,故称分子点群。