非晶态SrTiO3结构特征的分子动力学模拟

本文采用分子动力学方法,势函数为PIM(Partial Ionic Model)势,模拟了SrTiO3的熔化过程,将熔化的SrTiO3快速冷却到室温以获得非晶态.通过熔化过程中体系体积的突变,确定熔点为2420K,仅比实验值高1.68%,很好的反映了SrTiO3的熔化过程;非晶态基本保留了液态的结构特征.ABO3型材料中,Ti-O键起到关键的作用.本文首次利用分子动力学模拟得到了与实验值符合得很好的非晶态SrTiO3结构.非晶态下,Ti-O键键长为1.845,键角主要分布在95.5~122.5°,平均配位数为4.92.非晶态中的Ti-O配位以5配位为主,约占80%,同时包含少量的4、6配位.     

利用GHZ态实现多原子缠结态的量子隐形传态

提出一种利用GHZ态实现多原子缠结态的量子隐形传态方案.当作为量子通道的GHZ态含有一个单模高Q腔时,大大地简化了量子稳形传态中的联合测量过程.     

利用GHZ态实现多原子缠结态的量子隐形传态(英文)

提出一种利用 GHZ态实现多原子缠结态的量子隐形传态方案 .当作为量子通道的 GHZ态含有一个单模高 Q腔时 ,大大地简化了量子稳形传态中的联合测量过程     

二粒子部分缠结态的量子隐形传态

利用三粒子的最大缠结态(即GHZ态)作为量子通道,实现二粒子部分缠结态的隐形传态,其成功几率为1.该方案只需借助一个量子比特作为辅助比特和两次贝尔基测量,其操作均为局域操作且在目前技术条件下可以很容易实现.     

分子动力学模拟研究熔态硅的局部结构

采用Tersoff势,修正试用不同的粒子间相互作用距离R,S的取值,进行了液态硅的分子动力学模拟.模拟的结果表明,修正Tersoff势下得到的径向分布函数能与X射线衍射、中子散射实验相一致.模拟得到在液态硅中,Si的配位数为6.9,键长为0.254nm.分子动力学模拟表明,液态硅中Si原子间联接成一种网络状结构,但大多数Si原子与其近邻Si原子仍保持近似于正四面体的局部构型.键角概率分布出现两个峰值~57°和~102°.通过键序参量分析,得到在液态硅近邻结构中,正四面体构型约占82%,键取向波动方差为5. 关键词：     

LiCl玻璃急冷过程的分子动力学计算机模拟研究

用分子动力学方法对LiCl玻璃的急冷过程进行了计算机模拟。计算了急冷过程中各温度模拟体系的径向分布函数、配位数和Li⁺,Cl^-的自扩散系数。对模拟体系的键角进行了统计。讨论了不同温度下系统中微观空孔的分布。计算和分析清楚地表明模拟系统的玻璃态转变温度为498—298K。 关键词：     

纳米通道内高分子稀溶液的分子动力学模拟

运用分子动力学方法对纳米通道内的高分子稀溶液进行了模拟,分析了通道宽度、壁面性质和链长对高分子链构象参数和质心密度分布的影响。模拟结果表明:随着通道宽度和壁面接触角的增大,回转半径逐渐减小,高分子链实现了从二维构象向三维构象的转变;通道宽度的减小和壁而接触角的增大,均导致高分子链远离壁面;在通道宽度一定时,长链高分子易呈伸展状且远离壁面,而短链易呈团聚状且移向壁面.     

快速冷却条件下银的比热及玻璃化过程的分子动力学模拟

本文采用以嵌入原子模型为基础的分子动力学方法对液态银快速冷却条件下的比热及玻璃化过程进行了模拟，得到了银的比热及其与温度的关系．同时，对快速冷却条件下银的结构特性以及动力学特性进行模拟和分析，结果表明在所模拟的冷却速率下，银在从 １２００ Ｋ冷却到 １０００ Ｋ的过程中发生了玻璃化转变，其玻璃化温度在 １０００ Ｋ左右．     

半晶态聚合物的分子动力学模拟

采用粗粒化聚乙烯醇模型,应用分子动力学方法模拟熔融态聚合物经过缓慢冷却、局部结晶形成半晶态聚合物的过程.静态结构因子的演变显示出在结晶初期小角散射强度的增大先于布拉格峰的出现,这与小角/大角X射线散射实验现象相一致.模拟得到的半晶态聚合物呈现为折叠链构成的晶区与非晶区交杂在一起的结构形态,与缨状微束结构模型相一致.研究发现在不同的冷却阶段具有不同的有序结构形成机制.从结晶温度到玻璃化温度的凝固过程中,存在分子链的伸展和伸直分子链之间平行排列两种形式的结构转变;而在玻璃化温度之后,材料的活性只允许调整伸直分子链之间的相对排列位置.     

Cooperative Behavior of Kinetically Constrained Lattice Gas Models of Glassy Dynamics

Kinetically constrained lattice models of glasses introduced by Kob and Andersen (KA) are analyzed. It is proved that only two behaviors are possible on hypercubic lattices: either ergodicity at all densities or trivial non-ergodicity, depending on the constraint parameter and the dimensionality. But in the ergodic cases, the dynamics is shown to be intrinsically cooperative at high densities giving rise to glassy dynamics as observed in simulations. The cooperativity is characterized by two length scales whose behavior controls finite-size effects: these are essential for interpreting simulations. In contrast to hypercubic lattices, on Bethe lattices KA models undergo a dynamical (jamming) phase transition at a critical density: this is characterized by diverging time and length scales and a discontinuous jump in the long-time limit of the density autocorrelation function. By analyzing generalized Bethe lattices (with loops) that interpolate between hypercubic lattices and standard Bethe lattices, the crossover between the dynamical transition that exists on these lattices and its absence in the hypercubic lattice limit is explored. Contact with earlier results are made via analysis of the related Fredrickson--Andersen models, followed by brief discussions of universality, of other approaches to glass transitions, and of some issues relevant for experiments.     

基于"块-单元"数据结构的分子动力学并行计算

开发了一种基于"块-单元"数据结构的可扩展并行算法,以实现大规模、非均匀分子动力学模拟.它采用空间填充曲线将三维区域分解转换为-维负载平衡问题,然后用基于实测的多层均权法求解,以保持处理机间负载均衡.在一个MPP并行机的500个CPU上,模拟包含2.1×108个粒子的三维金属微喷射模型,该算法获得了420倍的加速比.     

超高压水的分子动力学模拟

 采用平衡分子动力学（EMD）方法,模拟研究了温度范围为243~348 K、压强范围为0.1~400 MPa条件下水的热力学性质、结构和动力学性质,模拟结果与实验值吻合较好。模拟结果表明,随着压强的增大,水分子间的氢键作用增强,扩散系数减小;随着温度的升高,水分子间的氢键作用减弱,有序程度下降,扩散系数增大。但在过冷水中,扩散系数随压强的增大有增加的趋势。     

氩蒸汽异质核化的分子动力学模拟研究

建立了一个分子动力学研究蒸汽异质核化的模型,对氩蒸汽异质核化进行MD模拟研究。氩蒸气的初始温度为300 K,冷却终温为80 K,冷却速率为0.0002 m/s。异质核化成核现象表明核化均以固体颗粒为核化中心,核化温度高于均质核化。同时统计了不同氩蒸汽粒子数异质核化的核化团簇的密度、法向压力、切向压力分布,计算团簇的表面...     

p53-MDM2相互作用的分子力学和动力学研究

p53-MDM2相互作用的抑制已经成为治疗癌症的新方法. 本文将分子动力学模拟和MM-PBSA(molecular mechanics/passion-Boltzman surface area)方法结合起来研究MDM2-p53相互作用机制. 结果证明范德华相互作用驱动了MDM2与p53的结合. 基于残基-残基相互作用的计算不仅证明p53的三个残基Phe19′, Trp23′和Leu26′与MDM2有较强的相互作用,而且还发现另外两个残基Leu22′和Pro27′也与MDM2有较强的相互作用,这为抗癌药物的设计提供了新靶标. 同时也证明CH-CH,CH-π和π-π相互作用驱动了p53在MDM2疏水性裂缝中的结合.     

Mo高压熔化的分子动力学模拟

 采用第一原理方法计算了钼在零温下的结构,表明钼在500 GPa以下一直保持bcc结构（常温）,与实验一致。在零压附近计算了E-V关系,利用Murnaghan物态方程拟合得到了零压体积及其模量,与实验结果符合得很好。采用第一原理分子动力学模拟了钼的高压熔化性质。采用NVT系综计算了128个原子的系统,初始构形为bcc结构,体积分别为0.015 48、0.012 19、0.010 98、0.009 84、0.009 10 nm³/atom,计算了几个温度点,拟合得到了熔化曲线,熔化温度明显高于金刚石压砧（DAC）实验结果;将初始构形改变为fcc结构,模拟其熔化特性,得到的熔化温度明显下降,与激光加载DAC实验结果一致,认为可能的原因是钼熔化后形成的液体结构类似于fcc结构,而不是常态时的bcc结构。     

摩擦导致的聚合物表层微观结构改变

应用大规模分子动力学方法, 模拟了锥形探头在非晶态聚合物薄膜表面的滑动摩擦过程, 研究了摩擦导致的聚合物薄膜表层微观结构改变, 以及探头与基体间黏着作用、滑动速度和分子链长度对基体表层微观结构改变的影响. 当探头与基体之间为黏着作用时, 摩擦导致基体表面滑痕区域的键取向沿滑动方向重新取向, 导致表层分子链回转半径沿滑动方向伸长, 并且这些表层微观结构的改变程度随滑动速度的减小而增大. 在摩擦导致结构改变的过程中, 链端单体和链中单体的贡献作用不同, 形成了不同的分子链拉伸变形机制. 当样本缠结度较大或探头滑动速度较小时, 相比于链中单体, 探头对链端单体的拖曳作用使更多分子链发生拉伸变形. 研究还发现, 在探头与聚合物薄膜系统中, 使薄膜表层微观结构发生改变是摩擦能量耗散的重要途径.     

Improvement of the Mechanical Properties of Poly(Glycolic Acid) Fibers Through Control of Molecular Entanglements in the Melt Spinning Process

Abstract

To improve the mechanical properties of poly(glycolic acid) (PGA) fibers prepared by the direct spin-drawing process, the concept of “melt structure control” was introduced. A heating chamber was installed in the vicinity of the spinning head and a low take-up velocity in the melt spinning process was adopted to reduce the Deborah number in the spin-line. As a result, improvement of the toughness of as-spun fibers prepared by the melt-spinning process was accomplished, and the drawn fibers of high-strength and high-toughness were obtained by applying an additional in-line drawing process. Entanglement density reduction in the melt spinning process was found to be suppressed by installing a heating chamber as well as by lowering the take-up velocity. Through the matching of the true stress versus true strain curves of in-line drawn fibers by shifting the curves along the true-strain axis, the network draw ratio of the drawn fibers was estimated and the master curves for individual spinning conditions were prepared. The master curves were found to show steeper increases from lower true-strains for the lower Deborah number conditions, whereas the increases in birefringence and strength of the drawn fibers proceeded from the lower network draw ratios.     

AFM针尖-测试面接触分子动力学研究

针对AFM针尖-测试面的接触问题,利用分子动力学模拟针尖同测试面间的"跳跃粘附"和"颈缩分离"过程;分析接触力同接触间隙的关系及测试面压力分布;发现分离过程滞后粘附过程;得到接触力大小只与接触区域附近少数原子层有关,且接触区域近处原子受压力、远处受拉力的结论;讨论测试面位错半径同接触力和接触间隙的关系.