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词条 德热纳
释义

德热纳1932年生于巴黎,生前是法国科学院院士。于2007年5月18日因病逝世,享年74岁。他的研究领域十分广泛,涉及物理、化学以及生物学多个方面。他于1974年编著的《液晶物理学》一书至今仍是该领域的权威著作。德热纳晚年热衷于科普工作。

德热纳1932年5月24日出生于法国巴黎。1957年获博士学位。1955年~1961年在法国萨克原子能委员会、美国加州大学伯克利分校从事中子散射与磁性物质研究,1961年~1971年任巴黎大学教授,1971年起任法兰西公学物理教授,1976年起任巴黎理化学院院长。

1991年,诺贝尔奖获得者、法国物理学家德热纳(P. G. De Gennes)在诺贝尔奖授奖会上以“软物质”为演讲题目,用“软物质”一词概括复杂液体等一类物质,得到广泛认可。从此软物质这个词逐步取代美国人所说的“复杂流体”,开始推动一门跨越物理,化学,生物和材料科学三大学科的交叉学科的发展。

软物质如液晶、聚合物、胶体、膜、泡沫、颗粒物质、生命体系等,在自然界、生命体、日常生活和生产中广泛存在。它们与人们生活息息相关,如橡胶、墨水、洗涤液、饮料、乳液及药品和化妆品等等;在技术上也有广泛应用,如液晶、聚合物等;生物体基本上由软物质组成,如细胞、体液、蛋白、DNA等。

在我们日常所说的“软”的概念里,主要的特征就是容易形变。在软物质这个名词里也有类似的含义。对于软物质德热纳给出一个重要的特征:弱力引起大变化。在他的科普作品《软物质与硬科学》一书中以橡胶为例,说明了软物质的性质。

放进一点硫,液态的橡胶树就变成了固态的橡胶;一点骨胶可以使墨汁多年不变质;一点卤汁使豆浆变成豆腐;非常微弱的电流,就能使液晶从透明变成不透明。

这些现象告诉我们:你只须施加微小的作用,软物质的形状和性质就会大变。纯天然的橡胶乳液氧化形成了固化的橡胶,但这种橡胶非常不结实,很容易就会因为空气的继续氧化而破碎。而将天然橡胶硫化之后就变得非常的耐用,不容易破碎。

有人给软物质物理的定义是没有量子力学的凝态物理, 这样定义当然包含很广的领域, 我们常引的定义是系统的能量范围是几 kBT (热动能, 室温300K 时约为 0.025 eV).

一般而言这个领域研究的系统有胶体粒子(colloidalsuspensions), 高分子(polymers), 表面活性剂(surfactants),这些系统的特征就是它们是所谓的中观尺度(mesoscopic) -- 比小分子如水(约0.3 nm)还大,而比装的容器还小 - 从几纳米(nm)到微米(mm)尺度. 这些系统有个惊人的特性, 就是能自组装(self-assemble)成更复杂的结构. 而很多自组装的相变化是普遍的, 与组成分子的化学结构无关. 因此物理学家注意到这些系统, 企图了解里面的机制.

在国外, 这是一个很活跃的领域, 并且跨了很多科系--研究人员有在物理系, 化工系, 材料系, 机械系, 生物工程, 医工,..等. 而这领域的边界还不停的在拓展, 其中一个值得注意的延伸是生物物理, 一般生物系统的尺度正是软物质研究的尺度, 蛋白质是一种 colloidal suspension, DNA 是 polymer, lipids 是 surfactants。

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