关于副本交换分子动力学模拟复杂化学反应的研究（英文）

本文研究用温度副本交换分子动力学(T-REMD)和哈密顿副本交换分子动力学(H-REMD)方法模拟复杂化学反应的问题。使用具有不同活化能和反应能的简单置换反应模型,我们检验了上述两种方法用来预测反应平衡产物的效率和应用范围。T-REMD方法对具有适度活化能(约20 kcal·mol~(-1))或者反应能量(3 kcal·mol~(-1))的放热反应是有效的。由于在相空间的不完整采样,对于同时具有高活化能和反应能量的反应其模拟效率有严重障碍,并且对于吸热反应问题更为显着。另一方面,H-REMD对一系列具有不同活化能的反应能的模型表现出色,与T-REMD相比,H-REMD可以使用更少的副本获得优异的结果。     

PTMEG改性三聚氰胺甲醛泡沫板的制备及性能表征

将聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)引入到三聚氰胺甲醛(MF)树脂结构中,采用热发泡的方式得到了PTMEG/MF泡沫板。利用核磁共振氢谱(1 H-NMR)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜、万能材料试验仪、热重分析仪对PTMEG/MF泡沫板的化学结构、微观形貌、力学性能、热分解温度进行了测试和分析。结果表明:当PTMEG加入量为MF质量的15%时,PTMEG/MF泡沫板的拉伸强度达到了6.72MPa,热分解温度为346℃,整体孔洞规整且为开孔,综合性能良好。     

TFTTP作为阴极缓冲层提高有机薄膜太阳能电池的内建电场和载流子收集效率

采用一种新型的电子传输材料TFTTP作为阴极缓冲层提高基于SubPc/C₆₀异质结的有机薄膜太阳能电池的性能. 通过在有机活性层和金属电极之间加入TFTTP界面层,器件的能量转换效率提高了约30%. 系统研究了器件的二极管特性、光电流特性以及内部的光场分布情况,结果表明,TFTTP阴极缓冲层的引入可以有效地提高器件的内建电场,进而增加电荷转移激子的分离效率. 通过使用TFTTP作为阴极缓冲层,在C₆₀/金属界面形成良好的欧姆接触,降低了界面接触电阻,有利于自由载流子的收集.     

流场作用对聚丙烯结晶成核过程和晶体生长过程动力学的影响

通过改进基于构象张量构建的流动诱导结晶理论模型,考虑了流场对结晶生长的影响,对比研究了流场作用对聚丙烯(PP)结晶过程中成核与晶体生长两阶段速率的不同影响程度.理论研究表明,虽然相比成核过程,流场诱导作用对PP晶体生长速率的加速程度有限,但要更为精确地描述流动引起的整个结晶动力学过程,特别是在剪切速率较高且熔体结晶温度较低的情况下,考虑流场对结晶生长速率的影响是十分必要的.研究结果还显示,由于分子链的松弛作用,PP在较低温度下的晶体生长速率受剪切流场的影响要大于较高温度下的影响.本文理论预测结果与实验现象和实验数据的很好吻合亦说明模型改进的合理性和可行性.     

PMMA/(BaTiO_3@PMMA核壳结构纳米颗粒)高导热有机高分子体系

首次使用可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合方法,制备了BaTiO3@PMMA核壳结构纳米颗粒,颗粒壳层具有厚度均匀、可控等特点,并将其添加到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基体中制备了颗粒分散均匀的高导热性能有机高分子体系.通过FT-IR,1H NMR,TGA以及TEM等测试技术对其化学结构和微观形貌进行了表征,证明BaTiO3表面包覆了一层完整的PMMA有机高分子,所制备的复合粒子具有明显的核壳结构.研究表明,当BaTiO3纳米颗粒添加量达到50%体积含量时,添加未改性的BaTiO3纳米颗粒的高分子体系的导热系数为0.894 W·m-1·K-1,而添加BaTiO3@PMMA核壳结构纳米杂化颗粒的高分子体系达到了1.137 W·m-1·K-1;同时,两种高导热高分子体系的体积电阻率均保持在1015Ω·cm以上,仍然具有良好的电绝缘性能.     

石墨转变为金刚石反应的平衡常数

用3种方法计算石墨转变为金刚石反应在25℃时的平衡常数，得到Ka=0．310。     

基于环戊二烯酮结构的新型交替共聚物的合成及性能

以3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)为电子给体单元、烷基链取代的四苯基环戊二烯酮分子为电子受体单元,采用Stille偶联法合成了一种新型的低能带隙交替共聚物(DPPD)。利用核磁共振(NMR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、凝胶渗透色谱(GPC)、循环伏安(CV)、热重分析(TGA)、示差量热分析(DSC)等对共聚物进行了表征。结果表明:共聚物具有良好的溶解性和热稳定性,热分解温度为376.6℃,数均分子量为1.45×104,分子量分布为1.13,光学能带隙约为1.55 eV,500~750 nm有较宽的吸收。以共聚物DPPD和富勒烯C60衍生物[6,6]-苯基-C61丁酸甲酯(PC60BM)制备的本体异质结器件开路电压为0.63 V,短路电流为0.45 mA/cm2,填充因子为0.28,能量转换效率为0.08%。     

荧光相关光谱及其在单分子检测中的应用进展

单分子检测在生命科学、化学、物理学等领域具有重要的意义。荧光相关光谱是单分子检测的新技术,在生命科学领域有巨大的应用潜力。综述了荧光相关光谱单分子检测的原理、实验技术以及在生物分子相互作用、活细胞、核酸、疾病诊断、高通量筛选以及与毛细管电泳联用等领域的研究,并展望了其发展前景。     

钒改性锂离子电池正极材料LiFe0.5Mn0.5PO4/C电化学性能

采用高温固相反应,以NH4VO3为钒源合成了化学计量式为(1-x)LiFe0.5Mn0.5PO4-xLi3V2(PO4)3/C (x=0,0.1,0.2,0.25,1)的钒改性磷酸锰铁锂正极材料.电化学测试表明钒改性能明显提高磷酸锰铁锂材料的充放电性能,其中x=0.2时得到的0.8LiFe0.5Mn0.5PO4-0.2Li3V2(PO4)3/C(标记为LFMP-LVP/C)材料电化学性能最好,其0.1C倍率时的放电比容量为141 mAh·g-1.X射线衍射(XRD)分析指出LFMP-LVP/C材料的微观结构为橄榄石型LiFe0.5Mn0.5PO4/C和NASICON型Li3V2(PO4)3组成的双相结构.能量色射X射线谱(EDS)分析结果指出,Fe、Mn、V、P元素在所合成材料中的分布非常均匀,表明所制备材料成分的均一性.Li3V2(PO4)3改性使材料的电导率明显提高.LiFe0.5Mn0.5PO4的电导率为1.9×10-8 S· cm-1,而LFMP-LVP材料电导率提高到2.7×10-7 S·cm-1.与纯Li3V2(PO4)3的电导率(2.3×10-7 S·cm-1)相近.电化学测试表明钒改性使LFMP-LVP/C材料充放电过程电极极化明显减小,从而电化学性能得到显著提高.本文工作表明Li3V2(PO4)3改性可成为提高橄榄石型磷酸盐锂离子电池正极材料电化学性能的一种有效方法.     

给体-受体型二维共轭聚合物的分子共平面性对阻变均一性的影响

有机忆阻器具有超快速度、超低功耗、非易失性存储等优势，有希望成为突破当前冯·诺依曼瓶颈和摩尔定律极限的关键电子元器件。利用2,6-双(三甲基锡)-4,8-双(5-己基-2-噻吩)-苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩，4,9-二溴-6,7-双苯基[1,2,5]噻二唑-[3,4-g]喹喔啉和4,8-二溴苯并[1,2-c:4,5-c’]双[1,2,5]噻二唑，通过Stille偶联法合成得到两种新型二维共轭给体-受体型聚合物pBDTT-PTQx和pBDTT-BBT，通过选取位阻较小的取代基、长度较短的烷基链和强推拉电子效应的共轭给体-受体单元优化分子共平面性，并对比研究了共平面性对材料阻变特性的影响。两种材料均具有高鲁棒性的Flash型阻变行为，可循环擦写100圈以上，其中pBDTT-BBT具有更好的分子共平面性，器件表面均方粗糙度仅为1.71 nm，开/关电压的扰动系数仅为9.4%和6.7%，高/低阻态的扰动系数为13.7%和9.4%，相较于PBDTT-PTQx，开/关电压与高/低阻值的稳定性和均一性获得很大提升。