小尺寸金属团簇熔化过程的分子动力学模拟

运用分子动力学方法模拟了小尺寸金属团簇的熔化过程, 原子之间的作用采用嵌入原子法(EAM)模型, 计算了均方根键长涨落δ随温度的变化, 以及升温过程中团簇热容的变化. 包含55、56个原子的面心立方(FCC)结构Au团簇的熔化过程是基本相同的. 而同样结构和数目Cu团簇的熔化过程却呈现出不同的趋势. Cu55、Cu56在模拟过程中都出现了FCC结构到二十面体结构的转变. 但由于表面多出了一个原子, Cu56的热容曲线比Cu55多了一个峰, 体系出现了预熔化现象. 这表明小尺寸团簇的固液转变的过程与团簇的原子类型、几何结构和原子数目密切相关.     

溴化钾团簇相变的分子动力学研究

众所周知，团簇的尺寸介于原子或分子与大块物质之间。由于它有较大的表面／体积比而有独特的物理化学性质。团簇在成核，晶体生长，材料科学和纳米器件加工等领域起了至关重要的作用。近年来，计算机模拟已成为物理，化学，生物，天文，地质等领域的重要研究工具。计算机模拟不仅可以     

Pt-Au合金团簇热力学性质分子动力学模拟研究

采用分子动力学方法和原子嵌入法模型势模拟了Pt原子和Au原子合金纳米团簇的熔化过程,研究了这些金属原子纳米团簇熔点与团簇组分的关系,发现不同组分纳米团簇的熔点不是单调变化的,同时均出现了负热容现象.通过对各种团簇溶化前后结构的比较研究,分析了导致这种现象的原因.     

中介尺度Au纳米团簇熔化的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟技术，研究了原子个数为16～8628的 Au纳米团簇的熔化过程.采用 Johnson的EAM (embedded atom method) 模型,模拟结果表明，金属纳米团簇存在一中介尺度区域.对Au纳米团簇而言，当原子个数N >456时，团簇的热力学性质与团簇尺寸呈线性关系，熔化首先从表面开始，逐步向中心区域推进，且满足Tmb－Tmc(N)＝aN(－1/3)的关系.另外，计算了中介区域的团簇的尺寸、熔化温度、表面能、熵、焓等热力学量以及均方根位移（RMSD）等动力学量，为研究纳米团簇提供定量数据.     

氟化钾团簇的相变、成核和重结晶的分子动力学模拟

我们利用Born-Mayer-Huggins相互作用势函数对(KF)_N(N=108，256，500和864)团簇进行了分子动力学(MD)模拟。为了避免周期性边界条件对相变、成核和重结晶的干扰作用，对体系采用了自由边界。基于MD模拟结果，对团簇的熔化温度、熔化焓、扩散系数、成核速率、固液界面自由能、临界核大小等进行了计算和讨论。在对(KF)₈₆₄双晶团簇的热退火模拟中，观察到了固态的重结晶和晶粒的生长。经典的成核理论成功地解释了(KF)₈₆₄双晶团簇的重结晶MD模拟结果。     

嵌入纳米Fe颗粒的Fe液凝固过程的分子动力学模拟

采用Sutton-Chen 势函数及分子动力学(MD)方法对嵌入了Fe纳米团簇(半径从0.4-1.8 nm)的Fe液凝固过程进行了模拟. 模拟结果表明只有当嵌入的纳米团簇半径超过0.82 nm才能降低凝固时所需要的临界过冷度(ΔT^*), 起到诱导凝固的作用. 同时采用原子键型指数法(CTIM-2)对样本在凝固过程中的原子结构进行了标定, 通过观察微观结构演变发现当嵌入纳米团簇能够作为凝固核心时, 体系按照hcp-fcc 交叉形核的方式长大. 同时还发现嵌入纳米团簇对体系凝固过程晶核的生长方向及凝固的最终构型存在“结构遗传效应”.     

覆盖的氩原子簇过热的分子动力学模拟(英)

通过分子动力学模拟研究了覆盖较高熔点的原子的氩原子簇．原子族由177个氩原子和72个覆盖原子组成．覆盖原子的势能参数ε比氩原子大50％，该原子簇比纯氩原子簇熔点过热2K．模拟结果表明，覆盖的原子簇过热的原因是：在达到熔点之前，体系缺少氩原子构成的自由表面，仍然是覆盖原子的有序表面．     

甲硫氨酸-脑啡肽的分子动力学模拟

The conformational properties of Met-enkephalin (Tyr-Gly-Gly-Phe-Met) were investigated by high temperature quenched molecular dynamics simulations in vapor. Each of these selected structures were then analyzed according to their backbone(φ,Ψ) conformational distributions and sorted into 13 families by computing the rms difference between the Cα-C backbone fragments of each residue over all the structures. Selected lowest energy conformations from each of 13 families were thoroughly energy minimized. The results of simulations show that Met-enkephalin is a flexible molecule. It shows a type Ⅰβ-turn, with the Gly2 carbonyl forming a hydrogen bond with the Met5 amino proton and a type Ⅱβ turn, with the Tyr1 amino proton forming a hydrogen bond with the Phe4 carbonyl. The multiple fit were carried out for all of the 13 conformers with morphine(9 atoms on the pharmacophore groups). F2 and F6 were the most similar to morphine. The rms were 0.0504 nm and 0.0726 nm. The results of simulations also show that Tyr amino N corresponds to N on piperidine ring in morphine, Tyr phenol corresponds to the phenol in morphine, the aromatic ring of Phe corresponds to the cyclohexene ring in morphine. The distances between the three pharmacophores, d1 (Tyr N to Tyr OH), d2 (Tyr N to Tyr du1), d3(Tyr N to Phe du2) and d4(Tyr N to Phe du2) were found to be about 0.8, 0.5, 0.7-0.9 and 0.5 nm, respectively, the corresponding, distances of morphine were found to be 0.7697(N18 to O6),0.5143(N18 to du25), 0.3962(N18 to du24)和0.5566(N18 to O15)nm. Therefore, they may be acted on the same receptor. This model should aid in pharmaceutical design of peptide and nonpeptide ligands with opioid.     

钯团簇碰撞沉积钯/银基板的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟方法研究了常温下较大的钯团簇以不同初始速度撞击不同硬度基板的微观过程,着重分析了沉积形貌的变化、团簇的嵌入深度和原子的扩散程度、基板碰撞接触区域的温度演变以及碰撞过程中团簇与基板间的能量转化,获得了沉积过程中变形形貌、结构特征及能量转化随团簇尺寸、初始速度及基板材质的变化规律.并进一步探究了第二颗团簇以不同时刻沉积时前一团簇的变形形貌及基板接触区域温度变化的特点,发现短时间间隔下第二颗团簇的沉积更有利于团簇与基板的结合.     

纳米尺度氩液体线物性的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟方法,对纳米尺度氩液体线的物理性质进行了研究。文中模拟计算了纳米线的熔点温度以及气液平衡状态下液态区密度、气态区密度和液体线的半径,并分析了模拟盒子尺寸和模拟温度对液体线物性的影响。结果表明,由于在初始结构中增加了气体分子,当模拟温度不变时,随模拟盒子尺寸的增加,液态区密度增大,气态区密度减小。但模拟盒子尺寸较小时,液体线半径不随模拟盒子尺寸发生变化。模拟计算所得的液态区密度十分接近宏观尺度氩液体密度时,模拟盒子的尺寸较合适。当模拟盒子尺寸固定不变时,液态区密度和气态区密度随温度的变化趋势与文献中宏观尺度氩液体和气体密度的变化趋势相同。结论可以为进一步系统地分析纳米尺度液体线的稳定性提供一定的依据。     

Molecular Dynamics Simulation Studies on the Cooling Process of Polyvinyl Chloride

IntroductionRecently,molecular dynamics(MD)simulationhas been used extensively in the study of polymer sys-tems[1—11].The increased interest in computer simula-tion is assisted by the fast evolution of computer tech-nology,which makes molecular simulatio…     

ZnCl2熔盐的分子动力学模拟

近年来，若干作者根据几种粒子间函数，对ZnCl2熔盐结构做过分子动力学模拟［1－3］其出的Zn－Cl和Cl－Cl离子间的偏径向分布函数与中子衍射实测值符合较好，但Zn－Zn离子间距以及Zn－Zn间配位数计算值多偏高．鉴于Busing势函数在多价卤化物馆盐的分子动力学计算中应用效果较好[4],我们试用Busing势函数为基础对ZnCl2熔盐结构和能量做分子动力学计算．1研究方法计算所用粒子势为Busing势函数此处，Zi为离子的电行数（ZZn。＋＝2，Zcl－＝1），几；是离子有效半径，人为＊离子的“硬度”参数·据文献问，f二0．005071，尸zn。十二0．…     

纳米器件的分子动力学模拟

分子动力学广泛应用于分子体系, 但受限于计算能力, 一般难以用于纳米器件的研究. 本文采用自主开发的超大规模分子动力学仿真程序(NanoMD), 构建了原子级的纳米齿轮模型, 并以此为代表实现了对具有高速转动特性的纳米器件的模拟. 通过位错和缺陷分析, 确定了纳米器件在高速转动过程中的应力分布以及失效机制, 并明确了以极限弹性转速为依据的材料强度衡量模式. 研究发现纳米器件在极限转速方面存在明显的尺寸效应: 随着器件直径的减小而单调增大, 随着轴径的缩小而先增大后减小.     

超临界水中碳酸钠团簇成核与生长分子动力学模拟

应用分子动力学方法研究了碳酸钠颗粒在超临界水中的成核与生长过程. 计算了温度为700-1100 K、压力在23-30 MPa下碳酸钠的团聚过程, 计算时间为1 ns. 对体系结合能与径向分布函数的分析表明, 碳酸钠成核过程主要受静电作用的影响. 在超临界态下, 水分子与Na⁺和CO₃^2- 之间的静电作用降低, Na⁺与CO₃^2- 能够很容易碰撞形成Na₂CO₃小团簇. 在Na₂CO₃整个成核过程中, 单个离子的碰撞在前50 ps 内完成, 同时离子碰撞速率达到10³⁰ cm^-3·s^-1. 另外, 在成核阶段温度的影响比压力更加明显, 温度越高, 离子碰撞速率越快, 形成的初始团簇越多. 而压力对Na₂CO₃团簇的进一步生长影响较大.     

高分子/棒状纳米粒子复合物的分子动力学模拟

采用非平衡态分子动力学模拟研究了剪切场下棒状纳米粒子对高分子基体的结构、 动力学和流变性质的影响. 通过比较多种体积分数(0.8%~10%)的纳米复合物及纯熔体的模拟结果发现, 随着纳米粒子的增加, 高分子链的扩散和松弛逐渐受到抑制, 而链尺寸几乎保持不变. 从Weissenberg number(W_i)角度看, 在剪切流场下, 高分子链的结构性质(如归一化的均方回转半径、 回转张量和取向抑制参数)几乎与纳米粒子的体积分数无关, 而高分子链的Tumbling运动受到抑制. 研究还发现, 纳米复合物与纯熔体的剪切黏度曲线趋势基本一致, 即W_i=1将曲线分为平台区和剪切变稀区. 纳米棒的加入仅定量地改变了流体的剪切黏度.     

超临界水的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)模拟的方法对超临界条件下水的结构及扩散性质进行了研究.模拟结果表明超临界条件下水分子之间的氢键作用明显减弱,分子极性大大降低.扩散性质与常温下相比,其大小约上升了两个数量级.