通过宏观物理量的变化预测甘油-水低温保护液的玻璃化转变温度

利用等温等压下的分子动力学模拟方法预测了60 wt%甘油水溶液的玻璃化转变温度(Tg).在90～250 K的温度范围内,模拟计算体系的宏观物理量如恒压热容、密度、周期性单元体积、特征原子的径向分布函数和氢键的形成几率等状态参数,通过这些参数随温度的变化规律来预测甘油水溶液的Tg值.结果表明: 60%的甘油水溶液的预测Tg值(160.06～167.51 K)与DSC实验测定结果(163.60～167.10 K)和DMA实验测定结果(159 K)十分吻合.     

水玻璃化过程的氢键结构特性

为了解玻璃化过程氢键结构特性,采用分子模拟的手段计算了三种压力下的水玻璃化过程氢键的角度、距离、生命期和数量.计算结果显示:(i)氢键角度呈现泊松分布的特征,随着温度降低分布氢键角度分布范围变窄,峰值变高,在0～13°范围,随温度降低,分布数值变大;而在大于13°,随温度降低,分布数值变小;(ii)氢键距离也呈现泊松分...     

冷速压力对玻璃化温度和径向分布函数的作用

采用分子动力学的模拟方法计算了水在依次降温,中间充分弛豫的降温过程以及同时对直接降温到某个温度,未足够弛豫的过程的径向分布函数(radial distribution function,RDF)曲线。在依次冷却方式下,选取了5种压力以研究压力对玻璃化温度和径向分布函数的影响;在每个温度段选取了5种冷速以研究依次冷却方式下不同温度段的冷速对径向分布函数的影响。同时对两种降温方式的结果进行了比较。结果表明:降温均匀,静止的水体系玻璃化温度可以大大提高,同时冷速对其玻璃化温度影响不大;压力对玻璃化温度影响不大;证实影响玻璃化温度的主要因素是传热;不同冷速对体系的RDF有影响,但缩小温差并采取中间温度充分驰豫的方式可减小这种差异。