当前课程知识点：大学化学 > 第二章 物质的聚集状态与溶液的性质 > 2.1 物质的聚集状态—液晶 > Video
同学们好
下边我们开始学习
物质聚集状态当中的
最后一种状态
液晶
讲到液晶
我们就要首先从
液晶的发现开始讲起
液晶结构
实际上也是我们自然界当中
非常普遍的一种
物质存在的方式
只是到了
19世纪80年代以前
这种方式
一直没有被人们
系统性地研究和认识过
19世纪末
人们开始合成了
具有液体和固体
双重特性的
有机的极性物质
这种极性物质
在从晶体固态
变换成完全液态的
过程当中
会有一个特殊的过渡态
在这个过渡态的时候
它既具有液体的流动性
但是又具有
我们前面介绍过的
固体的
特别是
单晶的各向异性
这就把人们的兴趣点
引向了一个新的领域
也就是说
既具有流动性
又具有固体的
各向异性的
这种新的物质
也许会给我们在研究
和认识物质世界的
过程当中
提供一个
全新的界面
但是
虽然液晶现象
很早就被人们关注
关于液晶的系统研究
却要以德国科学家Lehmann
对液晶结构的命名
作为一个里程碑
从此以后
液晶的系统研究
才真正走上了
学术的舞台
在液晶的种类当中
主要分为两大类
首先是热致液晶
所谓的热致液晶是指
液晶的液晶特性
与所处的温度区域有关
我们从这张图上可以看到
具有极性的晶体物质
具有各向异性
当温度高于熔点的时候
也就是高于T1的时候
它会变成有序流动的
具有各向异性的液晶态
如果当温度继续升高
高于T2的时候
我们称为清亮点
这时候液晶态
就会变成
完全意义上的液体
虽然它可以流动
但是
不再具备
像固体晶体的那样的
各向异性
所以热致液晶的特点
是它仅仅存在于T1到T2
这样一个
有限温度区间内
所具有的液晶性质
所以热致液晶
就具有温度存在的
区间的限制
以胆甾醇的苯甲酸酯为例
我们可以发现
当温度处在
145℃到179℃之间的时候
液晶存在着一种
浑浊的状态
这种浑浊的状态
既不同于原来
在145℃以下的
有机的晶体结构
也不同于
在179℃度以上的
透明的完整的
胆甾醇苯甲酸酯的
液态结构
在这样一个温度区间里边
它可以表现出
液体的流动性
但是又具有特殊的
光学的各向异性
这就是人们
认识液晶性质
和结构之间规律的
最基本的开始
通过大量的研究
人们掌握了
不同的胆甾型的液晶的
它的相变温度
我们可以看到
这里从熔点
100℃以上
以及100℃以下
清亮点在100℃以上
以及100℃以下
它们共同的特点是
温度的区间都比较狭窄
因此要想充分地利用
液晶的特性
我们就要寻找
极性更强
然后T1和T2之间的
温度区间更大的
新的极性分子
作为我们液晶的
研究对象
对于热致液晶而言
由于极性分子的
排列方式的不同
分为向列型
极性分子沿着相近的方向
而规则的排列
近晶型
极性分子不仅
沿着相同的方向进行排列
而且
每一层和每一层之间
有明显的界限
第三种
也就是我们同学经常读错的
这叫胆甾型
胆甾型的结构当中
极性分子仍然沿着
一致的方向来排列
但是不同的层与层之间
却会相差一个角度
这样的旋转的对称
是胆甾型液晶
在光学特性方面
有比近晶型和向列型
完全不同的旋光效果
根据液晶极性分子的
排列方式的不同
人们可以通过电场
来诱导极性分子的
定向排列
从而改变
它们对于光学传播
和光学信号调制的
不同的规律
比如说
对于向列型的液晶
我们在电场作用下
就可以使极性分子
沿外电场的作用
进行定向的排列
然后我们就可以使
可见光的通过率
极大的改善
那么通过加电场
可以使液晶分子的
定向排列
从而改变
液晶对于可见光的
通透特性
被人们成功的用在
液晶的光学显示技术上
并且已经成为
当代电子显示技术的主流
液晶显示器
就是利用这一原理
而形成的最好的
电子显示产品的代表
此外还有以液晶的
旋光特性的改变
与温度之间的关系
而制成的小巧的
额头温度计
它通过温度来调整
旋光特性的变化
可以直接来预测我们的
微小温度范围的波动
为我们的生活
带来了极大的方便
此外
除了热致液晶以外
我们生活当中
最常见的液晶
还有另外一种方式
就是溶致液晶
所谓溶致液晶
是由符合
一定分子结构要求的化合物
与溶剂组成的液晶体系
它不再受限于
我们前边热致液晶
关于熔点和清亮点之间
温度区间狭窄的限制
那么这种结构
是把极性分子
按照一定的规律
进行组装
形成的具有特殊的
结构的液晶的极性结构
比如说
我们在图中看到的
由亲油端和亲水端
按照周期性的结构
形成的我们的球状的结构
或者是平板状的结构
这样就可以在
亲水端与水结合
而在亲油端
与油性物质结合
双亲性分子
是指分子的一端
为亲水端
另外一端
为亲油端的结构
这种结构
是最容易幻化出
不同的液晶结构的
溶致液晶
利用这种结构
我们可以勾画出
有机分子当中的
不同的层间的作用状态
可以用它来设计
新的高性能的
液晶结构的高分子材料
同时
溶致液晶
也为我们幻化出
缤纷多彩的肥皂泡结构
它就是我们的极性分子
按照亲疏水结构的
定向排列
将水分布在
这种结构的外表
而对光线产生的
折射和散射
这也是液晶结构
在溶致液晶体系当中
最直接
最典型的一个体现
有关液晶
在我们的生活当中的
重要的应用的实例
我们将在下节课当中
跟大家继续分享
-1.1 不一样的大学化学
--Video
-1.2 化学体系的建立
--Video
-1.3 应该了解的化学
--Video
-1.4 课程学习的必要准备
--Video
-第一章 绪论--第一章 习题
-2.1 物质的聚集状态—物质的相与相变
--Video
-2.1 物质的聚集状态—气体—理想气体与实际气体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—气体—实际气体的状态方程
--Video
-2.1 物质的聚集状态—液体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—单晶多晶与非晶结构；晶体的宏观性质
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—晶体的对称性
--Video
-2.1 物质的聚集状态—等离子体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—液晶
--Video
-2.1 物质的聚集状态—等离子、液晶与平板显示技术
--Video
-2.2 溶液的性质—溶液的特点与分类
--Video
-2.2 溶液的性质—气体、液体和固体的溶解
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—饱和蒸气压降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—稀溶液的沸点升高
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—溶液的凝固点降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性— 溶液的渗透压
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—反渗透现象
--Video
-第二章 物质的聚集状态与溶液的性质--第二章习题
-3.1原子核外电子运动的描述-原子结构理论的发展
--Video
-3.1原子核外电子运动的描述-核外单电子运动的量子化模型
--Video
-3.1原子核外电子运动的描述-电子运动的特点
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道- 电子运动的波函数与原子轨道
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道-量子数的取值与原子轨道
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道-自旋量子数的取值原则
--Video
-3.3核外电子排布-多电子原子核外电子运动的描述
--Video
-3.3核外电子排布-基态原子核外电子的排布
--Video
-3.4元素周期律-元素周期律与元素周期表
--Video
-3.4 元素周期律-元素性质的周期性
--Video
-3.4元素周期律-电子结构与元素性质
--Video
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 小论文
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 习题
-4.1 离子键理论—离子键理论
--Video
-4.1 离子键理论—离子键价键构型
--Video
-4.1 离子键理论—离子半径与离子晶体的结构
--Video
-4.2 共价键理论—经典路易斯理论
--Video
-4.2 共价键理论—现代价键理论
--Video
-4.2 共价键理论—共价键的性质
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道的理论要点
--Video
-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（一）
--Video
-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（二）
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-4.3 杂化轨道理论—不等性杂化轨道理论
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）I
--Video
-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）II
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道的建立
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道能级图
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-4.5 分子轨道理论-异核双原子分子和离子
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-4.6 分子间作用力-分子的极性
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-4.6 分子间作用力-分子间作用力
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-4.7 氢键
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-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 小论文
-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 习题
-5.1 配合物的基本特征-配合物的形成
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-5.1 配合物的基本特征-配合物的命名规则
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-5.2 配合物的化学键理论-配位学说
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-5.2 配合物的化学键理论-配合物价键理论
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-5.2 配合物的化学键理论-晶体场理论
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-5.3 配合物化学键理论的应用-配合物的几何异构现象
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（一）
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（二）
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-第五章 配位化学概论--第五章 习题
-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-热力学第一定律
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-反应进度
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(二)
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-6.2 化学平衡-可逆反应与平衡常数
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-6.2 化学平衡-化学平衡的规则
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-第六章 化学反应中的能量变化与化学平衡--第六章 习题
-7.1 自发过程与自发反应（一）
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-7.1 自发过程与自发反应（二）
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵与Entropy
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-7.2 熵与热力学第二定律—热力学第二定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—热力学第三定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—孤立系统熵判据
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（一）
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（二）
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-7.4 吉布斯自由能的判据—标准吉布斯自由能的计算
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-7.4 吉布斯自由能的判据—反应方向的标准吉布斯自由能判据
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-7.4 吉布斯自由能的判据—非标准状态下自发反应方向性的判据
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-7.4 吉布斯自由能判据—吉布斯-亥姆霍兹方程
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（二）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（二）
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-第七章 化学反应的方向--第七章 小论文
-第七章 化学反应的方向--第七章 习题
-8.1 化学反应速率-化学反应的方向与反应速率
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-8.1 化学反应速率-化学反应速率的表示方式
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（一）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（二）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-一级反应速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-二级反应速率方程
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-温度对化学反应速率的影响
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（二）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（二）
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-8.4 催化剂对化学反应速率的影响
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-第八章 化学动力学基础--第八章 习题
-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（一）
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-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（二）
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-9.1 酸碱平衡—水的解离平衡
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（一）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（二）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（三）
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-9.1 酸碱平衡—同离子效应
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（一）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（二）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（三）
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-9.2 配位平衡—配合物的解离平衡
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-9.2 配位平衡—配合物解离平衡的移动
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积常数
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（一）
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（二）
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-第九章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡--第九章 习题
-10.1 氧化还原反应方程式配平
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-10.2 原电池与电极电势—原电池
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（一）
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（一）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电极电势的影响
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应的方向性
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-10.4 电极电势的应用—判断元素的氧化还原能力
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应进行的程度
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（一）
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（二）
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-10.4 电极电势的应用—金属的电化学腐蚀与防护
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-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 小论文
-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 习题
-无机元素化学-s区元素
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-无机元素化学-p区元素
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-无机元素化学-过渡元素
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-生命化学概论-生命有机化合物官能团
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-生命化学概论-生命元素-碳
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-生命化学概论-生命元素-氧
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-生命化学概论-蛋白质
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-生命化学概论-核酸
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-生命化学概论-糖
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-生命化学概论-金属酶与金属蛋白
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-生命化学概论-药物
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-第十一章 元素与生命化学概论--第十一章 习题
-纳米科学与化学-自然界中的纳米现象
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-纳米科学与化学-微观结构与仿生
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-纳米科学与化学-纳米结构的观察
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-纳米科学与化学-纳米结构与特殊浸润性
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-化学与材料-材料科学领域中的化学问题
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-化学与材料-正渗透与水处理技术
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-化学与材料-相变材料（一）
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-化学与材料-相变材料（二）
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-化学与材料-范德华力与二维材料
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-第十二章 化学与现代科学--第十二章 习题
-大学化学期末考试
