无处不在的巨分子（原书第2版）

本书在简单而科学性准确的条件下，介绍了高分子聚合物物理学的基本事实、概念和思想。在科学和历史的背景下，本书展示了高聚物学科是如何令人着迷，因为它是大多数活细胞机器以及大多数新开发的材料的奇迹。除了适度的高中代数和一些大一新生的微积分知识之外，这本书中没有使用更多的数学，但引入和解释了非常复杂的概念，从标度和蠕动到蛋白质的折叠和进化。

目录
丛书序
序
读者对本书第1版的评论
前言
致谢
第1章 概述：巨分子世界中的物理学 1
第2章 高聚物分子看上去是什么样的 4
2.1 高聚物是很长的分子链 4
2.2 高聚物链的柔性 6
2.3 柔性的机理 9
2.4 —幅高聚物链的“肖像” 10
2.5 异质高聚物、支链高聚物和带电高聚物 11
2.5.1 异质高聚物 13
2.5.2 支链高聚物 13
2.5.3 带电高聚物 14
2.6 环状大分子与拓扑效应 15
第3章 高聚物是怎么制作的 18
3.1 聚合法 18
3.2 缩聚法 20
3.3 高聚物合成的催化剂 21
3.4 多分散性，活性聚合 22
3.5 支链高聚物 23
第4章 那里有什么样的高聚物物质？24
4.1 物质和高聚物的“传统”状态 24
4.2 高聚物物质的可能状态 25
4.3 塑料 28
4.4 高聚纤维 29
4.5 高聚物液晶与超强纤维 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 离聚物和缔合高聚物 39
4.9 导电高聚物 43
第5章 自然界中的高聚物 44
5.1 关于水和对它的爱与恨 44
5.2 有头有尾的分子 46
5.3 分子生物学与分子建筑 50
5.4 分子机器：蛋白质、RNA和DNA 52
5.5 蛋白质、DNA和RNA的化学结构 53
5.5.1 蛋白质 53
5.5.2 核酸 54
5.6 生物大分子的一级、二级和三级结构 56
5.6.1 一级结构：序列 56
5.6.2 DNA甲基化 59
5.6.3 二级结构 59
5.6.4 三级结构 64
5.7 球状蛋白质酶 66
5.8 分子马达 68
5.9 物理学和生物学 69
第6章 简单高聚物线团的数学 71
6.1 物理学中的数学 71
6.2 高聚物链与布朗运动的相似性 72
6.3 高聚物线团的尺寸 74
6.4“平方根”定律的推导 76
6.5 持续长度与库恩片段 78
6.6 高聚物线团的密度和高聚物溶液的浓度范围 80
6.7 高斯分布 82
第7章 高弹性的物理学 85
7.1 哥伦布发现了……天然橡胶 85
7.2 高弹性 86
7.3 硫化的发现 87
7.4 合成橡胶 90
7.5 高弹性与单条高聚物链的拉伸 90
7.6 熵 95
7.7 理想气体的熵弹性 98
7.8 自由能 100
7.9 高聚物链的熵弹性 101
7.10 高聚物网络的熵弹性 102
7.11 橡胶变形的谷奇-焦耳效应和热学观点 106
7.12 再谈单链拉伸：蠕虫状链模型与dsDNA 108
7.12.1 链的强烈伸展类似其受限于窄管中 110
7.12.2 自由连接链的强烈拉伸 111
7.12.3 蠕虫状链的强烈拉伸 112
7.12.4 力谱 114
第8章 排除体积问题 117
8.1 线性记忆和体积相互作用 117
8.2 分子世界中的四种力、尺度和单位 119
8.3 排除体积——把问题公式化 121
8.4 线团的密度和单体单元的碰撞 123
8.5 单体单元的碰撞（或接触）如何影响内部能量？维里展开式 125
8.6 好溶剂与坏溶剂，以及条件 127
8.7 高聚物线团在好溶剂中的溶胀 128
8.8 半稀溶液中的排除体积效应 131
8.9 高聚物共混物几乎不混溶 133
第9章 线团和微球 136
9.1 什么是线团-微球转变？136
9.2 微球的自由能 138
9.3 单体相互作用能 139
9.4 熵的贡献 140
9.5 溶胀系数a 141
9.6 线团-微球转变 144
9.7 转变前的溶胀 146
9.8 线团-微球转变的实验观察 147
9.9 DNA双螺旋的微球状态 148
9.10 线团-微球转变的动力学 152
9.11 一些总结 153
9.12 为什么我们称它们为微球？154
9.13 线团-微球转变的级次是什么？155
第10章 球状蛋白质与折叠 157
10.1 安芬森实验：蛋白质复性 157
10.2 非周期性晶体或平衡的玻璃 158
10.3 利文索尔悖论 161
10.4 变性和复性是具有潜热的急剧协同转变 162
10.5 随机序列的杂聚物不像蛋白质，因为它们没有潜热 163
10.6 选中的序列 166
10.7 记住（和弄混）不止一种构象 169
10.8 能景和漏斗 170
10.9 成核作用与利文索尔悖论的解决 171
10.10 在体、离体和虚体 173
10.11 我们理解蛋白质折叠了吗 176
10.12“蛇立方”木制玩具 177
第11章 打结，还是不打结？180
11.1 物理学中的结：原子是什么 180
11.2 结表 182
11.3 结是常见的吗 184
11.4 DNA中的结 186
11.5 绞旋DNA与拓扑酶 187
11.6 蛋白质中的结 189
第12章 凝胶和智能凝胶 192
12.1 凝胶和网络，以及如何制备 192
12.2 弹性和管道 194
12.3 凝胶在好溶液中的溶胀 195
12.4 高聚物网络的塌缩 197
12.5 蝴蝶图案 204
12.6 协同扩散 206
12.7 印记 206
12.8 田中丰一——高聚物凝胶先生 207
第13章 高聚物流体动力学 210
13.1 黏度 210
13.2 黏弹性 211
13.3 蛇行模型 215
13.4 最长弛豫时间 216
13.5 等效交联网络的杨氏模量 220
13.6 管道 221
13.7 最长弛豫时间与链长的关系 222
13.8 高聚物熔体的黏度和自扩散系数 224
13.9 蛇行理论的实验检测 225
13.10 蛇行理论和DNA凝胶电泳 225
13.11 蛇行理论和在聚合反应中的凝胶效应 228
第14章 复杂高聚物结构的数学：分形 230
14.1 物理学中的一点数学：物理学家如何确定空间的维度 230
14.2 确定性分形或如何绘制娱乐图样 231
14.3 自相似性 234
14.4 天然分形 235
14.5 简单的高聚物分形 240
14.6 为什么要关心分形？（两位作者某天如是说） 242
14.7 为什么幂律描述了自相似性，以及这在高聚物物理学中有何用途 243
14.8 高聚物中的其他分形，分形中的高聚物 246
14.9 几何学与分类 247
第15章 高聚物、进化与生命起源 249
15.1 为什么在一本关于高聚物的书中讨论进化 249
15.2 进化的分子现象学 251
15.2.1 系谱树，其根：卢卡 251
15.2.2 进一步观察 252
15.2.3 幂律 253
15.2.4 序列的统计学 255
15.2.5 有意义和无意义的，随机与分形 256
15.3 熵与进化 257
15.3.1 进化着的宇宙中的生命 257
15.3.2 生命与热力学第二定律 258
15.3.3 早期地球上的化学演化 261
15.3.4 一级聚合反应 262
15.3.5 记住随机选择 264
15.3.6 自然界中的左右手对称性 266
15.3.7 QWERTY 267
15.3.8 新信息的产生 267
15.4 结论 269
建议进一步阅读的书单 270
索引 276
译后记 287
彩图