取代基对N-H…O=C氢键二聚体中氢键强度的影响

使用MP2方法研究了N-H…O=C氢键二聚体的氢键强度,探讨了不同取代基对N-H…O=C氢键强度的影响.研究发现,可以通过改变取代基的供电性或吸电性来调控氢键强度:乙基等供电子基团对N-H…=C氢键强度的调节作用不大;-NO_2等强吸电子基团可极大地改变N-H…=C氢键强度;质子受体分子中的强吸电子基团如-NO_2可使N-H…O=C氢键强度减弱多达2.6 kcal/mol.自然键轨道(NBO)分析表明,N-H…O=C氢键强度越强,参与形成氢键的氢原子电荷越正,氧原子电荷越负,单体分子间电荷转移越多,N-H…O=C氢键中氧原子孤对电子n(O)对N-H反键轨道σ*(N-H)的二阶稳定化能越大.     

SiH4•••Y(Y=He, Ne, Ar, Kr)体系中的分子间弱相互作用

在MP2/aug-cc-pvtz水平上对SiH4•••Y(Y=He, Ne, Ar, Kr)复合物势能面上的4个构型进行优化, 探讨了SiH4…Y(Y=Ar, Kr)复合物体系中的蓝移氢键结构和电子性质. 含基组重叠误差(BSSE)校正的分子间相互作用能的相对大小可以判断复合物的相对稳定性顺序为： SiH4…He ˂ SiH4…Ne ˂ SiH4…Ar ≈SiH4…Kr. 且SiH4与Y（Y=He, Ne）体系之间的相互作用可归属为van der Waals力, 而SiH4与Y(Y=Ar, Kr）之间的相互作用属弱氢键. NBO及电子行为分显示, SiH4…Y（Y= Ar, Kr）氢键复合物是一种非静电性质的弱氢键作用. 另外, 对各复合物中相关键鞍点处的电子密度拓扑性质分析也表明复合物中均存在非静电性质的分子间弱相互作用.     

全原子分子动力学模拟研究丙氨酸二肽水溶液的结构和氢键作用

采用全原子分子动力学模拟研究了丙氨酸二肽分子在水溶液中的结构和氢键作用。径向分布函数和氢键统计用于分子动力学模拟的分析。从径向分布函数（RDF）发现不同类型的强氢键显示出不同的形成能力,而体系中的C−H•••O弱相互作用较为明显,也不能忽略。氢键统计分析的结果也证实了这一点。分子内距离、回转半径和骨架二面角用于表征丙氨酸二肽分子在水溶液中的构象变化。丙氨酸二肽分子在水溶液中的柔顺性较好,构象在折叠和伸展之间相互转换。     

甘氨酸和丙氨酸二肽、三肽中N-H…O=C分子内氢键键能的理论研究

提出一种计算多肽中N-H…O=C分子内氢键键能的新方法.并将新方法应用于计算甘氨酸和丙氨酸二肽、三肽中N-H…O=C分子内氢键键能.利用密度泛函理论B3LYP/6-31G(d)方法优化几何构型和计算频率.对全部结构计算MP2/6-311 G(3df,2p)水平上的单点能量.结果表明:在甘氨酸二肽中氢键键能为-6.38 kcal/mol,在丙氨酸二肽中氢键键能为-7.09-、6.25 kcal/mol;在甘氨酸三肽中氢键键能为-5.62 kcal/mol,在丙氨酸三肽中氢键键能为-5.37,-5.74 kcal/mol.     

1,3-双(1-苯基-1H-四唑-5-巯基)-乙酰苯腙钳形受体对卤素阴离子的识别机理

采用密度泛函B3LYP(Becke, three-parameter, Lee-Yang-Parr)和HF(Hatree-Fock)方法, 从理论上探讨了1,3-双(1-苯基-1H-四唑-5-巯基)-乙酰苯腙(DAPHZ)钳形受体对卤素阴离子的识别机理,结果发现DAPHZ受体以其钳形结构中的-N-H基团与卤素阴离子间形成双侧红移氢键进行识别. 经BSSE校正后DAPHZ•••F-, DAPHZ•••Cl-和DAPHZ•••Br-体系的分子识别相互作用能ΔECP分别为-327.5,-163.5和-148.3 kJmol-1, 说明钳形DAPHZ受体对F-具有最好的识别能力. 此外, 采用自然键轨道(NBO)计算, 相关H原子化学位移计算及分子中原子(AIM)等理论分析了识别体系中红移氢键的电子结构和性质, 结果表明APHZ受体对卤素阴离子的识别能力的相对顺序为DAPHZ•••F- >> DAPHZ•••Cl- ≈ DAPHZ•••Br-.     

Cu+与N-[2-羟基-1(S)-甲基]-N-甲基甘氨酸间的C-H…Cu(Ⅰ)抓氢键

采用密度泛函B3LYP(Becke, three-parameter, Lee-Yang-Parr)/6-311G**理论水平研究了Cu+和Cu2+离子与N-[2-羟基-1(S)-甲基]-N-甲基甘氨酸根负离子配体（PT）形成的配合物的结构,重点讨论了配合物中的C-H Cu抓氢键结构. 计算表明, 当单个配体与Cu+结合时,配合物PT•••Cu(Ⅰ)结构中有C-H Cu抓氢键形成,C-H键伸缩振动频率显著红移,键长显著增大而被活化, 配体为三齿配体;当两个配体与Cu2+结合时,配合物PT•••Cu(Ⅱ)不存在C-H Cu抓氢键结构,配体为双齿配体. NBO及AIM理论分析均表明C-H Cu抓氢键属于一种较强的基团间相互作用,在强度和电子行为上与氢键弱相互作用有本质不同.     

1,3-双(1-苯基-1H-四唑-5-巯基)-乙酰苯腙钳形受体对卤素阴离子的识别机理

采用密度泛函B3LYP(Becke, three-parameter, Lee-Yang-Parr)和HF(Hatree-Fock)方法, 从理论上探讨了1,3-双(1-苯基-1H-四唑-5-巯基)-乙酰苯腙(DAPHZ)钳形受体对卤素阴离子的识别机理,结果发现DAPHZ受体以其钳形结构中的-N-H基团与卤素阴离子间形成双侧红移氢键进行识别. 经BSSE校正后DAPHZ•••F-, DAPHZ•••Cl-和DAPHZ•••Br-体系的分子识别相互作用能ΔECP分别为-327.5,-163.5和-148.3 kJmol-1, 说明钳形DAPHZ受体对F-具有最好的识别能力. 此外, 采用自然键轨道(NBO)计算, 相关H原子化学位移计算及分子中原子(AIM)等理论分析了识别体系中红移氢键的电子结构和性质, 结果表明APHZ受体对卤素阴离子的识别能力的相对顺序为DAPHZ•••F- >> DAPHZ•••Cl- ≈ DAPHZ•••Br-.     

绿色木霉纤维素酶分子内氢键特征的研究

运用能够揭示蛋白质分子基团振动特征的激光拉曼光谱分析技术,对绿色木霉纤维素酶中的CBHⅡ在固态以及两种pH值的液态中酶分子内的氢键状态进行了分析。结果表明相对于纤维素酶固体干粉,液态中酶分子酰胺Ⅰ羰基氧原子作为氢键质子受体的能力为上升;酰胺Ⅱ与酰胺Ⅰ的β结构特征峰变化倾向相似。在3种样品中,酶蛋白中Trp均为强氢键供体,从成键能力方面证实了以往同类酶空间分析的结果。固体与pH 6.0水溶液酶蛋白中酪氨酸酚羟基成键能力也是强的。根据游离巯基分析可以判断绿色木霉CBHⅡ的成熟肽CBD与瑞氏木霉CBHⅡ的CBD有相似的二硫键构成。     

1,1,3,3-四甲基脲—溶剂氢键复合物的理论研究

采用密度泛函理论在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上对水、苯胺、氯仿与1,1,3,3-四甲基脲分子形成的1:1气相氢键复合物进行计算研究.结果表明,三种物质与1,1,3,3-四甲基脲形成的复合物存在氢键,表现为羰基氧原子的孤对电子与H—X(X=O,N,C)反键轨道的相互作用.氢键的形成使C=O和H—X的伸缩振动频率红移.在标准压力和298.15 K下,氢键复合物的形成是一个放热的非自发过程.     

α、β-并三噻吩衍生物分子的二阶非线性光学性质

采用密度泛函理论B3LYP/6-31+g(d)方法对二聚α、β-并三噻吩衍生物的18个分子(a～j2) 进行几何构型优化,对其最优构型采用TD-DFT(TDB3LYP/6-31+g(d))计算电子吸收光谱,用有限场FF方法及自编程序计算二阶非线性光学（NLO）性质。计算结果表明,增加共轭链的含乙烯桥的二聚并三噻吩比不含乙烯桥者,µ(或0)大1.6—5.3倍;在含乙烯桥二聚α、β-并三噻吩分子(母体分子) 末端引入含C=C或C≡C的基团（如-C≡CH与-C=C(CN)2）,比引入强供电子基团（如-N(CH2CH3)2）、单纯吸电子基（如F原子）µ(或0) 更大;尤其是端接-C=C(CN)2基团的二聚α、β-并三噻吩衍生物,其µ（或0）值为104数量级个原子单位(10-29 esu),与母体分子相比µ增大4.8～19.6倍,更有利于改善体系的二阶非线性光学性质,从而可获得良好的非线性光学材料。     

新型蓝色荧光材料5,5',6,6'-四苯基-2,2'-联吡嗪的制备和发光性质

以乙二胺和二苯乙二酮为原料合成了5,6-二苯基-2,3-二氢吡嗪(Dpdhpz),Dpdhpz在Ir Cl3·3H2O或三氟化硼乙醚等路易斯酸作用下发生自身氧化偶联得到了5,5',6,6'-四苯基-2,2'-联吡嗪(Dbppz)。在四氢呋喃(THF)溶液中,Dbppz的光致发光(PL)为深蓝色,最大发射峰位于400 nm,CIE坐标为(0.16,0.03)。Dbppz在THF溶液中最大量子效率为89%,在聚苯乙烯薄膜(Dbppz质量分数5%)中的量子效率为78%。将Dbppz制备成器件结构为ITO/HAT-CN(5 nm)/NPB(40 nm)/Dbppz(20 nm)/Tm Py PB(40 nm)/Li F(1 nm)/Al(100 nm)的非掺杂电致发光器件。实验发现,该非掺杂器件并没有产生预期的蓝色发光,而是意外地得到了一个白光器件。我们推测产生白光发射的原因与发光层和空穴传输层之间相互作用有关。由于空穴传输层NPB的芳胺结构具有电子给体性质,而Dbppz的吡嗪结构具有电子受体结构,发光层与空穴传输层的界面发生了电子给体和电子受体的相互作用,形成了激基复合物。在电致发光(EL)光谱中,除了Dbppz发光材料在415 nm的发射外,在550 nm还出现强的激基复合物的发射。激基复合物的产生使得EL发射出现了长波长光谱,同时减弱了发光层的"本征"发光。蓝色"本征"发光与激基复合物的黄色发光构成了一个CIE坐标值为(0.27,0.33)(亮度100 cd/m2)的白光器件。器件最大外量子效率、最大功率效率和最大电流效率分别为44%、0.74 lm/W和1.04 cd/A。     

与偏振无关双向2×2和4×4自由空间光开关

利用成熟的偏振控制技术，设计了一种由偏振光分束器、相位型空间光调制器和反射镜构成的2×2光开关，该光开关所用器件少，具有结构简单紧凑、控制灵活方便、功能实现与信号光的偏振态无关以及可以双向交换等特点；在此基础上通过2×2光开关的串连，设计了一种与偏振无关的双向4×4光开关的实验模块，根据其路由选择与控制方法，得到了4×4光开关实现信号光全排列无阻塞输出与交换对应的路由状态表，并对该实验模块的功能实现进行了详细的分析与讨论。     

Atomic Displacements in the α–β Phase Transition in Ag 2 S and in Ag 2 S/Ag Heterostructure

Orientation relationships between low-temperature monoclinic semiconductor α-Ag2S acanthite and high-temperature body-centered β-Ag2S argentite are determined. It is shown that, in cubic argentite, possible distances between silver atoms are too small for the sites of the metal sublattice to be occupied by Ag atoms with probability equal to one. With regard to the possible arrangement of Ag atoms, it is shown that, during the “acanthite–argentite” transformation, the jump of a silver ion from site (e) of monoclinic acanthite to site (j) of cubic argentite is the most probable process. It is established that the acanthite–argentite transformation in Ag2S/Ag heteronanostructure is accompanied by the formation of a conductive channel of silver Ag and β-Ag2S argentite under the application of an external voltage. The on-to-off-state current ratio in the synthesized Ag2S/Ag heteronanostructure is approximately equal to 670. For the Ag2S/Ag heteronanostructure, the energy barrier for the hopping of an Ag+ ion from an atomic site of monoclinic acanthite to a site of cubic argentite is estimated.     

Investigation of the Effect of the Plasma Thin-Film Coating System Si − O − C − N on the Surface Hardening of High-Speed Steel

The results of studying changes in the strength properties of the surface of a tool product from high-speed steel (HSS) of the W6Mo5Cr4V2 type after its hardening by the application of the Si−O−C−N micron plasma coating system are presented. The study is conducted by comparing the properties of the surface, evaluated by the same methods before and after coating. In this case, the sample goes through a complete cycle of mechanical and heat treatment designed for the product before coating. The results of evaluation of the adhesive strength of the coating using the proposed method of recalculation are given, and the correspondence between the index of destruction of the coating of the VDI 3198: 1992-08 technique and the delamination coefficient is obtained. The study itself is carried out by indenting and scratching the surface with HV, HRC and HRB-type indenters in the load variation range of 0.1–200 N, which makes it possible to simulate different levels of contact pressure in the surface layer of the substrate and at the base–coating interface. It is shown that the application of a thin-film coating of the Si−O−C−N system by the plasma method makes it possible, in addition to standard heat treatment of HSS steel, to increase the surface resistance to penetration and scratching with harder bodies. The causes of the obtained positive effect are analyzed and the limits of the expediency of applying plasma hardening depending on the contact task are described. These results make it possible to consider the method of the additional plasma hardening of HSS steel as promising for implementation.     

AlH+离子A2∏态势能函数的变分研究简

采用双原子分子离子XY+的能量自洽法(Energy-consistent-method for ion XY+,ECMI)研究了氢化铝离子AlH+激发态A2∏的解析势能函数,并与采用中性双原子分子势能函数Morse势和HuxleyMurrell-Sorbie(HMS)势分析该离子该电子态的势能行为的结果、基于实验的Rydberg-Klein-Ress(RKR)数据和MCSCF方法的理论研究结果进行了比较.结果表明,由ECMI方法得到的解析势能函数ECMI势明显优于Morse势和HMS势的表现及MCSCF方法的结果,与RKR数据符合得很好,并能得到RKR数据缺乏的离解区和渐近区数据以及正确的离解极限,而正确的全程势能数据对研究各种散射问题都是非常必要的.     

与偏振无关的双向3×3光开关结构设计

利用传统成熟的偏振控制技术，设计了一种由偏振光分束器、相位型空间光调制器、反射镜和四分之一波片构成的3×3光开关。该光开关具有结构紧凑规整、功能的实现与信号光的偏振态无关以及可以完成双向交换等特点。根据其路由控制表对该3×3光开关交换模块功能的实现进行了分析，结果表明，通过对各相位型空间光调制器状态的调整，控制通过其信号光的偏振态，完成信号光的路由，该交换模块可以完成输入信号光的全排列无阻塞输出与交换。同时，该交换模块具有一定的扩容和重构能力，对于构建大规模的交换矩阵具有一定的作用。     

Ferroelectric"gourd"goes into vdW atomic cage

Ferroelectric materials have been discovered for one century and widely served in many devices,especially in micro-electro-mechanical systems.With increasing demands for device miniaturization,the ferroelectricity persisting to nanoscale and below becomes more and more crucial,but remains a challenging scientific question.Although cutting-edge molecular bean epitaxy and pulsed laser deposition techniques can grow thin films down to atomic level,the surface charges from dangling bonds,uncompensated depolarization field,as well as epitaxial substrates,can easily kill their ferroelectricity and lead to the notorious"dead layer".     

An(110)2×1、3×1再构表面STM图谱模拟——单吸附组态法

应用由激子动力学方法导出的单吸附组态扫描隧道显微镜系统隧道电流与各纯相干记忆函数之间的解析公式,具体计算模拟了An(110)2×1、3×1再构表面的STM图谱.