丛书序
前言
第0章  绪论
  0.1  能源材料与人类文明
  0.2  宏观宇宙尺度与微观世界尺度
  0.3  能源材料、新能源材料与环境材料
  0.4  材料基因工程
  0.5  教材纲要
  课后题
第1章  新能源材料
  1.1  二次电池材料
    1.1.1  铅蓄电池
    1.1.2  镍镉电池和镍氢电池
    1.1.3  锂电池
    1.1.4  钠电池
    1.1.5  钾电池
    1.1.6  镁离子电池
    1.1.7  铝离子电池
    1.1.8  全钒液流电池
  1.2  燃料电池材料
    1.2.1  质子交换膜燃料电池
    1.2.2  碱性燃料电池
    1.2.3  固体氧化物燃料电池
    1.2.4  熔融碳酸盐燃料电池
    1.2.5  磷酸燃料电池
    1.2.6  直接醇类燃料电池
    1.2.7  金属空气燃料电池
  1.3  太阳电池材料
  1.4  储备电池材料
  课后题
  参考文献
第2章  环境友好材料
  2.1  概述
  2.2  生物质材料
    2.2.1  概况
    2.2.2  纤维素基材料
    2.2.3  淀粉基材料
    2.2.4  木质素基材料
    2.2.5  蛋白质基材料
    2.2.6  甲壳素基材料
  2.3  绿色建筑材料
    2.3.1  装饰材料
    2.3.2  墙体材料
    2.3.3  隔热材料
  2.4  绿色包装材料
    2.4.1  概况
    2.4.2  选材要素
    2.4.3  材料分类
    2.4.4  包装分级
    2.4.5  纸质包装材料
    2.4.6  塑料包装材料
    2.4.7  金属包装材料
    2.4.8  玻璃包装材料
  2.5  环境工程材料
    2.5.1  环境净化材料
    2.5.2  环境修复材料
    2.5.3  环境替代材料
  课后题
  参考文献
第3章  材料设计和模拟计算
  3.1  发展历程与现状
  3.2  分子尺度的材料计算方法
    3.2.1  第一性原理
    3.2.2  Hartree-Fock方法
    3.2.3  密度泛函理论
    3.2.4  分子动力学
    3.2.5  蒙特卡罗方法
  3.3  介观和宏观尺度的材料计算方法
    3.3.1  CALPHAD
    3.3.2  介观尺度的相场模拟
  3.4  材料环境友好性评价
    3.4.1  材料环境友好性
    3.4.2  生命周期评价方法
    3.4.3  足迹家族及人体健康风险评价
    3.4.4  材料环境友好性算例：锂离子电池
  3.5  材料的流动传热模拟与理论计算
    3.5.1  概述
    3.5.2  建模
    3.5.3  求解
    3.5.4  计算结果分析
    3.5.5  CFD设计与计算实例
  课后题
  参考文献
第4章  材料基因工程的发展
  4.1  发展历程与现状
    4.1.1  材料基因工程的提出
    4.1.2  材料基因组计划在国外的发展
    4.1.3  材料基因组计划在我国的发展
  4.2  材料基因工程的优势特征和前景展望
    4.2.1  材料基因组的特点
    4.2.2  材料基因组计划的工具
    4.2.3  材料基因工程引领我国材料科技创新
    4.2.4  材料基因组发展趋势及建议
  课后题
  参考文献
第5章  材料基因工程的理论和方法
  5.1  高通量理论计算
    5.1.1  概述
    5.1.2  基于从头算的高通量筛选进行材料的发现和设计
    5.1.3  通过高通量计算和机器学习技术加速材料科学研究
    5.1.4  机器学习在新材料中的应用
  5.2  高通量实验方法
    5.2.1  高通量实验的由来
    5.2.2  高通量实验技术面临的挑战
  5.3  材料基因工程数据库
    5.3.1  数据库结构和信息
    5.3.2  材料数据库的新功能
    5.3.3  结构信息数据库的应用
  课后题
  参考文献
第6章  材料计算软件概述
  6.1  Materials Studio软件
    6.1.1  Materials Studio软件简介
    6.1.2  Materials Studio软件计算方法
    6.1.3  Materials Studio软件模块
    6.1.4  Materials Studio软件应用实例
  6.2  VASP软件
    6.2.1  VASP软件简介
    6.2.2  VASP软件计算
    6.2.3  VASP应用案例
  6.3  Gaussian和GaussView软件
    6.3.1  Gaussian软件简介
    6.3.2  GaussView软件简介
    6.3.3  Gaussian软件应用实例
  6.4  Pipeline Pilot软件
    6.4.1  Pipeline Pilot软件简介
    6.4.2  Pipeline Pilot软件功能
  6.5  GeoDict软件
    6.5.1  GeoDict软件简介
    6.5.2  GeoDict软件应用实例
  6.6  Q-Chem软件
    6.6.1  Q-Chem软件简介
    6.6.2  Q-Chem软件应用实例
  6.7  COMSOL软件
    6.7.1  COMSOL软件简介
    6.7.2  COMSOL软件应用实例
  6.8  NAMD软件
    6.8.1  NAMD软件简介
    6.8.2  NAMD软件应用实例
  6.9  未来发展与展望
  课后题
  参考文献
第7章  二次电池材料计算研究实例
  7.1  正极材料设计和计算
    7.1.1  钴酸锂
    7.1.2  磷酸铁锂
    7.1.3  锰酸锂
    7.1.4  富锂锰基电极材料
    7.1.5  三元材料
    7.1.6  硫/氧正极
    7.1.7  其他正极材料
    7.1.8  其他电池体系正极
  7.2  负极材料设计和计算
    7.2.1  金属负极
    7.2.2  锂离子电池负极
    7.2.3  钠离子电池负极
    7.2.4  钾离子电池负极
  7.3  电解质材料设计和计算
    7.3.1  液体电解质
    7.3.2  氧化物固态电解质
    7.3.3  聚合物固态电解质
    7.3.4  其他电解质
  7.4  其他电池体系材料设计和计算
  课后题
  参考文献
第8章  氢能及燃料电池材料计算研究实例
  8.1  概况
  8.2  电解质隔膜材料设计和计算
    8.2.1  电解质及隔膜材料
    8.2.2  材料模拟计算实例
  8.3  催化剂材料设计和计算
    8.3.1  催化剂简介
    8.3.2  催化剂材料计算实例
  8.4  电池结构设计和模拟计算
    8.4.1  电池优化
    8.4.2  结构模拟计算实例
  8.5  氢能与燃料电池展望
  课后题
  参考文献
第9章  太阳电池材料计算研究实例
  9.1  概况
  9.2  材料计算在太阳电池中的应用
    9.2.1  晶体硅太阳电池
    9.2.2  薄膜太阳电池
    9.2.3  有机太阳电池
    9.2.4  钙钛矿太阳电池
    9.2.5  其他太阳电池
  9.3  太阳电池材料展望
  课后题
  参考文献
第10章  生物质材料计算研究实例
  10.1  概况
  10.2  生物质材料计算实例
    10.2.1  生物质功能高分子材料
    10.2.2  合成生物基高分子材料
    10.2.3  生物质衍生物的制备
  10.3  生物质材料展望
  课后题
  参考文献
缩略语