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     

高压下MgO熔化特性的分子动力学模拟

Molecular dynamics simulation was used to study the melting of MgO at high pressures. The melting temperature of MgO was accurately obtained at elevated temperature and high pressure after corrections based on the modern theory of melting. The calculated melting curve was compared with the available experimental data and other theoretical results at the pressure range of 0-135 GPa. The corrected melting temperature of MgO is in good agreement with the results from Lindemann melting equation and the twophase simulated results below 15 GPa.     

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。     

计算机模拟研究磷酸铝AlPO4-H3相转变

用分子动力学方法模拟研究了磷酸铝AlPO4-H3在高温下的相转变过程. 从磷酸铝AlPO4-H3的结构出发, 通过去除非骨架的H2O分子和改变骨架四元环中T原子的上下连接顺序, 设计出一系列磷酸铝AlPO4-H3高温相的理论模型. 通过对这些理论模型进行全局几何优化, 讨论了它们的结构特点和热力学稳定性. 模拟结果表明, 磷酸铝AlPO4-H3在能量上有利于转变为AlPO4-C, 进而转变为AlPO4-D及一些新型未知的三维磷酸铝骨架.     

用分子动力学模拟方法研究层孔与微孔磷酸铝化合 物中有机胺的模板作用: 指 导定向合成的有效途径

用分子动力学方法,研究了有机胺模板剂对二维层孔与三维微孔磷酸铝化合物的模板作用。依据主-客体间的非键相互作用能量,可以有效地预测出适于某一特定结构的有机胺模板剂。通过选择理论预测的有机胺分子作模板剂,在溶剂热体系中可以定向地合成出具有特定结构的化合物。这一工作对于微孔功能体系的分子工程学研究具有一定的指导意义。     

正十六烷体系凝固过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法,根据体系热容和自扩散系数的突变,计算了正十六烷体系以及正十六烷和降凝剂α-辛基萘、α-十二烷基萘及α-十六烷基萘等α-烷基萘混合体系的凝点,凝点降低结果与实验值相一致.用径向分布函数及末端距离分布对凝固温度附近体系的微观结构变化进行了研究.结果表明,凝固过程中正十六烷分子倾向于转变成为全反式的构象,以利于分子间平行有序的排列,这和熵减小的原理相一致.结合正十六烷的构象变化,探讨了烷基萘降凝的机理.     

计算机模拟研究磷酸铝AlP0_4-H_3相转变

用分子动力学方法模拟研究了磷酸铝A1P0_4-H_3在高温下的相转变过程．从磷 酸铝A1P0_4-H_3的结构出发，通过去除非骨架的H_20分子和改变骨架四元环中T原子的 上下连接顺序，设计出一系列磷酸铝A1P0_4-H_3高温相的理论模型．通过对这些理论模 型进行全局几何优化，讨论了它们的结构特点和热力学稳定性．模拟结果表明，磷酸铝 A1P0_4-H_3，在能量上有利于转变为A1P0_4-c，进而转变为AlP0_4-D及一些新型未知的三 维磷酸铝骨架．     

用分子动力学模拟方法研究层孔与微孔磷酸铝化合 物中有机胺的模板作用: 指 导定向合成的有效途径

用分子动力学方法,研究了有机胺模板剂对二维层孔与三维微孔磷酸铝化合物的模板作用。依据主-客体间的非键相互作用能量,可以有效地预测出适于某一特定结构的有机胺模板剂。通过选择理论预测的有机胺分子作模板剂,在溶剂热体系中可以定向地合成出具有特定结构的化合物。这一工作对于微孔功能体系的分子工程学研究具有一定的指导意义。     

高压下β-HMX热分解机理的ReaxFF反应分子动力学模拟

采用ReaxFF反应分子动力学方法研究了不同压缩态β-HMX晶体(ρ=1.89、2.11、2.22、2.46、2.80、3.20 g·cm^-3)在T=2500 K时的热分解机理, 分析了压力对初级和次级化学反应速率的影响、高压与低压下初始分解机理的区别以及造成反应机理发生变化的原因. 发现HMX的初始分解机理与压力(或密度)相关. 低压下(ρ<2.80 g·cm^-3)以分子内反应为主, 即N－NO₂键的断裂、HONO的生成以及分子主环的断裂(C－N键的断裂). 高压下(ρ≥2.80 g·cm^-3)分子内反应被显著地抑制, 而分子间反应得到促进, 生成了较多的O₂、HO等小分子和大分子团簇. 初始分解机理随压力的变化导致不同密度下的反应速率和势能也有所不同. 本文在原子水平对高压下HMX反应机理的深入研究对于认识含能材料在极端条件下的起爆、化学反应的发展以及爆轰等具有重要意义.     

侧链液晶聚合物相转变点的分子动力学模拟

液晶基本上可分为３类：向列型液晶、近晶型液晶和胆甾型液晶［１］．液晶材料的相转变温度的预测对选择和设计液晶材料具有非常重要的作用．本文用分子动力学模拟法对聚［ω－（４′－甲氧基联苯－４－氧基）己基］甲基丙烯酸酯（ＰＭ６ＭＰＰ）单链分子进行了研究,模拟...     

高分子玻璃化转变过程的分子动力学模拟本科教学实验

玻璃化转变是高分子专业教学中的重要内容,转变过程中自由体积的变化和分子链段的运动是理解玻璃化转变的难点。在计算机上使用分子模拟的方法得到三维的可视化图形,可以更直观地观察到自由体积和分子链的变化。提炼近年分子模拟技术在玻璃化转变研究中的最新科研成果,得到既有理论基础又适合本科教学的课程素材。分子模拟可以实现了仪器测试无法达到的超快速升降温,并与仪器测试得到的实验结果相对照,验证了普通实验很难验证的理论观点,从而拓展了本科实验的范围,达到了很好的教学效果。     

海藻糖抑制淀粉质多肽42构象转变的分子动力学模拟

应用分子动力学模拟方法研究了海藻糖抑制淀粉质多肽42(Aβ42)构象转变的分子机理.结果表明,海藻糖溶液浓度对Aβ42构象转变具有非常重要的影响.在水和低浓度海藻糖溶液(0.18mol·L-1)中,Aβ42可由初始的α-螺旋结构转变成β-折叠的二级结构;但海藻糖浓度为0.37mol·L-1时即可有效抑制Aβ42的构象转变.这是因为海藻糖利用其优先排阻作用使水分子在多肽周围0.2nm内富集,而其自身却在距离多肽0.4nm的位置附近团聚.另外,海藻糖还可通过降低多肽间的疏水相互作用,减少多肽分子内远距离的接触,有效抑制多肽的疏水塌缩和构象转变.上述分子模拟的结果对于进一步合理设计阿尔茨海默病的高效抑制剂具有非常重要的理论指导意义.     

高分子相分离的分子动力学模拟

用粗粒化分子动力学(MD)模拟方法从分子层次研究两组分聚合物共混体系相分离过程中的动力学. 在相分离初期, 相区尺寸不随时间增加而变化; 在相分离中期, 相区尺寸与时间有很好的标度关系, 标度指数(α=1/3)符合Lifshiz-Slyozov提出的以扩散为主导的蒸发-凝聚机理的标度预测; 在相分离后期, 体系实现宏观相分离, 相区尺寸不再随时间改变而变化. 体积分数小的高分子链尺寸在相分离过程中先收缩再扩张, 在实现宏观相分离后, 高分子链尺寸又回到本体状态尺寸.     

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．…     

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.     

金属Cu液固转变及晶体生长的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟研究了液态Ｃｕ在不同冷却速度下的凝固特点,模拟采用ＥＡＭ作用势,计算了不同温度,不同冷却速度下Ｃｕ的偶相关函数,结果表明ＥＡＭ作用势能很好地描述液态Ｃｕ的结构特征,当冷却速度较快时,液Ｃｕ形成非晶;当冷却速度较慢时,液Ｃｕ形成晶体,分析了不同冷却速度下体系的相变热力学及相变动力学过程,最后采用液固两层构型法,描述了Ｃｕ晶体的生长过程。