拉曼光谱和DSC研究人参皂苷分子与DMPC双层膜的作用

探讨药物与细胞膜的作用对于改善药物的药理活性、揭示药物的作用机制具有重要意义。利用差示扫描量热(DSC)和拉曼光谱技术对五种人参皂苷分子与DMPC磷脂双层膜的作用进行了实验研究。结果显示,在人参皂苷分子的作用下,DMPC的极性头部骨架构象没有发生变化。Rb1和Rh2增多了脂肪酰链中无序性的构象,增强了侧链排列的无序性,而三醇组皂苷Re,Rf和Rg1对DMPC双层膜的影响较小。DSC结果进一步表明,Rb1和Rh2均与DMPC双层膜发生了强相互作用,两皂苷分子使DMPC的相变温度显著降低,双层膜的流动性增强。Rf对DMPC双层膜的扰动作用要强于Re和Rg1。     

塞来昔布的密度泛函理论计算及光谱分析

塞来昔布(Celecoxib, CXB)是COX-2的高选择性抑制剂,经过20年的发展已经成为世界范围内使用最为广泛的一类处方药.本文基于密度泛函理论,使用B3LYP泛函,6-311++G(d, p)基组进行结构优化.在此工作上对该药物分子的结构、红外光谱、拉曼光谱、分子前线轨道、静电势和激发态性质做了一系列的研究.结果表明：CXB分子是一个稳定的非平面扭曲结构,此结构使得该药物分子在COX-2上的疏水通道中可以迅速通过,从而形成了一个可与苯磺酰胺片段结合的结合腔.对化合物进行频率计算,分别得到红外光谱和拉曼光谱,与实验采集的数据进行对比,呈现出较好的一致性.对分子的基态进行前线轨道和静电势的分析,磺酰胺基与COX-2易形成氢键作用.在CXB分子的激发态研究中发现,CXB分子的激发态性质主要由第1激发态、第3激发态和第6激发态共同决定.这为理解CXB的作用机理提供了重要的信息,也为后期扩展CXB衍生物提供了理论基础.     

5,6-二氢-2-吡喃酮作为HIV-1蛋白酶抑制剂的3D-QSAR和对接研究

本文采用分子对接法研究了24个5,6-二氢-2-吡喃酮衍生物与HIV-1蛋白酶的相互作用,并采用三维定量构效关系(3D-QSAR)研究了药物分子化学结构和生物活性之间的关系.最终得到模型的复相关系数(R_(cum)~2)为0.961、留一法交互校验复相关系数(Q_(cv)~2)为0.897,外部交互验证复相关系数(Q_(ext)~2)为0.880,从结果可以看出三维定量构效关系对化合物的抗艾滋病活性具有比较好的预测能力.然后通过分子对接研究了配体小分子和HIV-1蛋白酶活性氨基酸残基之间的结合模式,这些信息对于以后设计合成新的抗艾滋病药物具有一定的指导作用.     

5-(2-芳氧甲基苯并咪唑-1-亚甲基)-1,3,4噁二唑-2-硫酮的结构,光谱与热力学性质的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法对标题化合物分子进行几何构型优化和频率计算,得到红外光谱和拉曼光谱及不同温度下的热力学性质.计算模拟分子在气相和不同溶剂下的电子吸收光谱.结果显示,分子内氢键的形成有利于分子稳定,并与实验晶体结构一致.气相中最大吸收峰出现在236nm处,属于近紫外区,溶剂作用使其蓝移(减小)20nm左右,且与溶剂极性无关.     

全氟烃基联苯酯类液晶分子的光谱与热力学性质

使用密度泛函理论在B3LYP/6-311G*水平上计算研究了全氟烃基联苯酯类液晶分子的光谱和热力学性质。结果显示,分子的最低能量激发为HOMO→LUMO的p→p*跃迁, 对应的吸收波长值约为379 nm, 属于近紫外区。在298.15 K和标准压力下,标题化合物分子的生成反应为放热的自发过程,其标准摩尔生成焓与生成自由能分别为-4090.06和-3410.31 kJ.mol-1。     

全氟烃基联苯酯类液晶分子的光谱与热力学性质

使用密度泛函理论在B3LYP/6-311G*水平上计算研究了全氟烃基联苯酯类液晶分子的光谱和热力学性质。结果显示,分子的最低能量激发为HOMO→LUMO的p→p*跃迁, 对应的吸收波长值约为379 nm, 属于近紫外区。在298.15 K和标准压力下,标题化合物分子的生成反应为放热的自发过程,其标准摩尔生成焓与生成自由能分别为-4090.06和-3410.31 kJ.mol-1。     

COF-42:一种理想的锂硫电池锚定材料

寻找理想的锚定材料抑制穿梭效应是锂硫电池面临的重要问题之一.本文采用密度泛函方法,研究了四种共价有机框架COFs材料(COF-1,CTF-1,COF-LZU1和COF-42)和硫锂化合物(Li_2S_n)的作用机理.通过分析吸附构型、吸附能、电子密度差分以及态密度等性质,发现COFs材料与硫锂化合物的化学吸附作用主要源于COFs表面极性N和O原子与Li之间的静电作用力.在COF-42/Li_2S_n吸附构型中,N和O原子与Li之间形成双重类离子键;电子密度差分和Bader电荷差分表明,与其他COFs材料相比,Li_2S_n和COF-42之间电荷转量最多,因此,COF-42具有最强的锚定作用.比较Li_2S_n和COF-42以及常用电解质分子1,3-二氧戊环(DOL)和二甲氧基乙烷(DME)的吸附能,证明COF-42可以抑制电解质分子的溶剂化作用; COF-42与COF-1,CTF-1和COF-LZU1相比较,具有良好导电性.因此,COF-42可能是一种理想的锂硫电池锚定材料.     

吐昔烯衍生物分子的电子光谱与非线性光学性质

采用含时密度泛函理论(TDDFT)B3LYP对5个吐昔烯及其衍生物分子的吸收光谱进行理论计算。结果表明,该5个分子的吸收波长在281—307 nm范围内,属于近紫外区。使用有限场(FF)方法理论计算5个化合物分子的非线性光学(NLO)性质。结果显示,吐昔烯分子引入烷氧基将明显增大二阶和三阶非线性光学性质（b0和 值）,此类化合物分子的三阶非线性光学性质明显优于二阶非线性光学性质。     

稀有气体化合物MRg+和MRgF(M=Co，Rh，Ir，Rg=Ar，Kr，Xe)的成键分析

本文运用B3LYP、MP2、MP4(SDQ)和CCSD(T)方法对由稀有气体原子(Ar,Kr,Xe)与过渡金属原子(Co,Rh,Ir)形成的化合物MRg⁺和MRgF进行了几何结构优化和频率计算,并探究了这些化合物的热力学性质. 结果表明,MRg⁺在热力学上是稳定的,而MRgF在热力学上为亚稳态. 同时使用分子中的原子理论的电子密度拓扑分析方法、自然键轨道分析方法、能量分解分析方法等多种分析方法来解析M-Rg的成键性质. 结果显示,化合物 MRg⁺的单位正电荷主要分布在金属M上,且这类化合物中金属的电子密度分布与单价离子M⁺相似,因此MRg⁺中的M-Rg键弱且不共价. 与MRg⁺相比,MRgF中的M-Rg键长更短(接近于M与Rg原子的理论共价半径之和),Wiberg键级指数更大,具有部分共价性质.     

一种新合成的八极矩发色团分子单光子和双光子吸收性质的质子化效应

利用第一性原理基础上发展的一种计算方法研究质子化效应对具有1, 3, 5-三嗪核和吡咯末端基团八极矩分子三嗪的单光子和双光子吸收性质的影响. 结果表明,当三嗪被质子化时,该分子的单、双光子吸收性质发生了很大的变化. 一是出现了更多的电荷转移态,并且吸收带发生了红移;二是双光子吸收截面得到了很大的增强. 质子化效应有利于提高分子内电荷转移的强度,定性地解释了实验工作. 并提出了一种基于化合物三嗪质子化效应的双光子吸收转换开关.     

分子动力学研究表面缺陷对硅纳米线杨氏模量的影响

硅纳米线因受量子尺寸效应与表面效应的影响而具有奇特的力、电及其耦合特性,成为了纳米电子器件的核心构件.然而在硅纳米线的制备过程中,表面产生缺陷不可避免.因此本文采用分子动力学方法着重研究了表面缺陷浓度对不同横截面形状(正方形、六角形和三角形)的[110]晶向和[111]晶向硅纳米线杨氏模量的影响.研究结果表明,当硅纳米线仅有单一表面缺陷时,不同晶向硅纳米线的杨氏模量均随表面缺陷浓度增加而迅速单调减小.当表面缺陷浓度为10%时,杨氏模量的减小幅度在10%-20%之间,减小幅度的差异与硅纳米线的晶向以及横截面形状密切相关.当存在多个表面缺陷时,杨氏模量随着缺陷浓度的增加表现出了不同程度的波动趋势.三角形截面硅纳米线的杨氏模量波动幅度最大,正方形截面的波动较小,即表面缺陷分布的不同对正方形截面硅纳米线的杨氏模量影响较小,这表明表面缺陷的影响与其分布及硅纳米线的横截面形状密切相关.通过与实验结果对比,本文的研究结果揭示了表面缺陷是导致硅纳米线杨氏模量实验值变小的重要因素,因此在表征硅纳米线的力学性能时,需要考虑表面缺陷的影响.     

基于弹性波超表面的Lamb波透射调控

根据广义Snell定律,该文提出了一种新型曲梁型弹性波超表面结构。通过该结构对入射波进行相位调制,实现了板中Lamb波(A0模态)的异常透射调控,从而实现了波的负折射、非对称传输、声聚焦等功能。进一步的研究结果显示,若将该类超表面结构贴置在完整的铝板表面,通过引入吸声材料(阻尼),在保证薄板完整性的同时,可以起到显著消除薄板和超表面透射波场叠加的作用。该方法实现了对完整板结构Lamb波透射方向的有效调控,也为弹性波超表面提供了新的研究思路。     

Effect of the anchoring groups on the switching behaviour of the dihydroazulene/vinylheptafulvene molecular junction with zigzag-edged graphene nanoribbons electrodes

The switching behaviour of dihydroazulene/vinylheptafulvene molecule with different anchoring groups sandwiched between two zigzag-edged graphene nanoribbons (ZGNRs) electrodes is investigated by applying nonequilibrium Green's function formalism combined with first-principles density functional theory. The calculated results show that the anchoring groups play a significant role in determining the electronic transport properties and switching behaviour of the molecular junctions. A higher current switching ratio without any oscillation can be obtained for the molecular junctions with carbon atom anchoring group, which suggests that this system has a broader application in future logic and memory devices.     

Experimental and theoretical investigation of the apomorphine Raman spectrum

Apomorphine (aporphine‐10,11‐diol, CA Registry Number 58004) is a non‐narcotic derivative of morphine discovered in 1869 by Mattheisen [1] and it is a well‐known potent short‐acting dopamine agonist at D1 and D2 dopamine receptors, typically used in the treatment of patients with advanced Parkinson's disease (PD). To identify the unknown vibrational spectrum of this compound, apomorphine bare salt and its commercial drug formulation (Apofin) were examined by means of Raman spectroscopy. In the Raman spectrum of apomorphine (both bare salt and commercial drug), two strong characteristic signals were found, which were assigned with the help of first‐principles calculations: the band at 1589 cm⁻¹ (assigned to the stretching mode of the B aromatic ring coupled with C H in‐plane bending) and the band at 1302 cm⁻¹ (assigned to O‐H in‐plane bending and CH₂ twisting and wagging vibrations). Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

A possible salicylideneanilines-based optical molecular switch induced by a reversible hydrogen transfer: an ab initio study

The electronic transport properties of the salicylideneanilines-based molecular optical switch are investigated using a nonequilibrium Green's function formalism combined with first-principles density functional theory. The molecule that comprises the switch can convert between the enol and keto tautomeric forms upon photoinduced excited state hydrogen transfer in the molecular bridge. Theoretical results show that the current through the enol form is significantly larger than that through the keto form, which realize the on and off states of the molecular switch. The physical origin of the switching behaviour is interpreted based on the spatial distributions of molecular orbitals and the HOMO-LUMO gap. Furthermore the effect of the donor/acceptor substituent on the electronic transport through the molecular device is also discussed in detail. The switching performance can be improved to some extent through the acceptor substituent.     

单层石墨烯杨氏模量的理论模型

石墨烯力学性能的研究对其在半导体技术中的应用是十分重要的,本文基于半连续体模型并结合石墨烯纳米结构特性,通过对原子的描述构建了石墨烯形变分量和位移分量的新关系,从而给出了单层石墨烯结构形变能,并计算了不同尺寸单层石墨烯的杨氏模量值.通过对不同方向杨氏模量的分析,讨论了单层石墨烯的手性行为.结果表明:随着尺寸的增加,单层石墨烯两个方向的杨氏模量分别趋于0.746 TPa和0.743 TPa,当尺寸相同时,两方向杨氏模量的最大差值不超过0.003 TPa,此结果与文献报道结果相符.在小应变情况下,单层石墨烯薄膜呈各向同性,且薄膜尺寸变化对该特性影响不大.该计算结果对研究石墨烯的其它力学特性提供一定的参考价值.     

First-principle study of the electronic transport properties of a new dumbbell-like carbon nanocomposite

Using a first-principle density functional theory and non-equilibrium Green's function formalism for quantum transport calculation, we have investigated the electronic transport properties of a new dumbbell-like carbon nanocomposite, in which one carbon nanotube segment is capped with two C₆₀ fullerenes. Our results show that the current–voltage curve reveals a highly nonlinear feature. A negative differential resistance (NDR) behavior is obtained at a very low bias, which is expected to be helpful for the development of low bias NDR-based molecular devices. Moreover, the carbon nanotube length and fullerene type can affect the NDR behavior strongly. The electronic transport is analyzed from the transmission spectra and the molecular projected self-consistent Hamiltonian states under different applied biases.     

关于Birkhoff逆问题中Santilli方法的研究

研究构造Birkhoff动力学函数的Santilli方法.首先,基于Cauchy-Kovalevskaya型方程解的存在性定理,采用反证法证明自治系统总有自治Birkhoff表示;其次,给出更简洁的方法证明Santilli第二方法可以被简化;找到Santilli第三方法中所隐含的一种等量关系,提出改进的Santilli第三方法,并研究该方法的MATLAB程序化计算;最后,总结全文并对结果进行讨论.     

Abelian scalar theory at large global charge

We elaborate on Abelian complex scalar models, which are dictated by natural actions (all couplings are of order one), at fixed and large global U (1) charge in an arbitrary number of dimensions. The ground state is coherently constructed by the zero modes and the appearance of a centrifugal potential is quantum mechanically verified. Using the path integral formulation we systematically analyze the quantum fluctuations around in order to derive an effective action for the Goldstone mode, which becomes perturbatively meaningful when the charge is large. In this regime we explicitly show, by computing the first few loop corrections, that the whole construction is stable against quantum effects, in the sense that any higher derivative couplings to Goldstone's tree‐level action are suppressed by appropriate powers of the large charge.     

地表反照光对天基空间目标的成像影响

天基空间目标观测时, 在对空间目标的可见光特性提取的过程中, 随着其姿态的不断变化, 存在太阳光照射不到目标表面、或是在某一特定位置由于目标的强烈反射导致太阳光照度不均匀的情况. 针对这些问题, 分析了在可见光和近红外波段空间目标表面的光照特性, 提出了利用地表反照光作为天基空间目标成像辅助照明光源的思想, 给出了一种精确的建模方法. 基于漫反射模型建立了地表反照光在空间目标表面的照度计算方法, 借助satellite tool kit卫星工具软件获取太阳、目标的坐标, 省去了以往方法中烦琐的矩阵相乘和坐标转换过程; 对任意时刻的地表有效反照区域给出了判断, 引入对地球表面进行网格划分的方法, 对划分后的每一个面元均匀采样, 通过数值积分可计算出整个有效地表反照区域的地表反照辐射. 以某天基成像任务中的太阳同步轨道卫星为例, 就地表反照光对目标的光照情况进行仿真, 计算得出卫星在经过北极上空时可以利用地表反照光作为辅助光源这一重要结论. 仿真结果验证了建模方法的正确性.