今天，在科学家关于原子、分子科学与技术方面的研究中，有了一个崭新的领域――单分子。在这个领域中，不断涌现出意义深远的新思想、新成就，如碳纳米管、巴基球、分子开关、分子棘轮、分子马达等等。人类观察和操纵单个原子和分子已经不再是梦想了。单个原子和分子的科学与技术是跨世纪的科学概念，将对人类社会产生深远的影响。

本书系统地讲述了原子、分子理论产生和发展过程的种种科学发现，介绍了单分子科学和技术的最新进展，并通过大量图片展示了单分子的特性与大量分子集合体特性的不同。作者以通俗简明的语言，为读者描述了微观世界中的一幅幅瑰丽科学图景。

1 构成物质的基本单位——原子

 1.1 古代原子论

 1.2 近代原子论

 1.3 现代的原子理论

 1.4 原子和分子

 1.5 分子的结构和性质

2 大量原子和分子的特征与研究方法

 2.1 气体分子运动论

 2.2 麦克斯韦分布

 2.3 热力学第二定律

 2.4 分子小妖和分子棘轮

 2.5 原子和分子存在的证据

3 单分子科学的引入

 3.1 原子和分子研究中的共性和个性

 3.2 单分子科学的研究内容

 3.3 单分子科学的研究意义

4 单分子科学的研究方法及设备

 4.1 扫描隧道显微镜

 4.2 原子力显微镜

 4.3 光学镊子

 4.4 近场光学显微镜

 4.5 真它各种光学显微镜

 4.6 分子有序膜的自组装

5 表面单分子的化学和物理过程

 5.1 神奇的微观表面

 5.2 表面缺陷的修复

 5.3 环状分子的吸附

 5.4 链端效应

 5.5 奇怪的比赛

 5.6 卤素分子掉头

 5.7 物理吸附向化学吸附的转化

 5.8 吸附态单分子的化学反应

 5.9 化学反应的聚焦

 5.10 单分子试管

 5.11 加速混合

6 单分子的电子学性质

 6.1 量子效应

 6.2 单电子隧穿现象

 6.3 单个纳米粒子上的单电子隧穿

 6.4 单个小分子的电子学特征

 6.5 量子导线

 6.6 单电子器件的雏形

7 单个生物大分子的物理化学

 7.1 单个酶分子的活性

 7.2 单根DNA分子的物理化学性质

 7.3 单根DNA分子的溶液和力学

 7.4 DNA物理图谱的测定

 7.5 肌肉运动的本质

8 单分子谱和单分子检测

 8.1 单分子谱和单分子检测

 8.2 单个分子的力学谱

 8.3 单个生物分子的力学谱

 8.4 单分子振动光谱

 8.5 单分子的近场光谱和检测

 8.6 基于扫描探针技术的单分子检测

 8.7 经典的单分子检测方法

9 单原子和单分子的操纵

 9.1 用STM操纵单原子和分子

 9.2 更灵巧和更快捷的操纵

 9.3 激光镊子的应用

 9.4 单根DNA分子的操纵和剪切

 9.5 碳纳米管

 9.6 单分子机械学

参考文献