巧制分子间相互作用模拟演示器

分子间相互作用力是无法直接观察的微观现象;物理学中是通过物理宏观现象经过合理的推断而总结分析得出的;它是一种科学的分析和思维方式的集中体现.通过自制模拟演示器,进一步理解分子间相互作用力的特点,使学生通过学习和研究体会微观物理世界的研究分析方法,领会并掌握科学的研究方法和思维方式,培养学生的科学素养.     

拉离平板实验的创新与探索

利用排水方法,使水面稳定下降,通过力传感器测定物体所受拉力随时间的变化曲线.改进后的实验装置,可以观察到水块的变化过程,能够直观获得拉力的变化情况及其最大值,并探究其他因素对实验的影响.     

吸附分子间通过底物的作用能的密度泛函理论计算

尝试用密度泛函理论B3LYP方法,计算研究了Ag(111)面上烷烃硫醇自组织单分子层中分子间通过底物的作用能(间接作用能)的大小,揭示了它与单体吸附能绝对值的正比关系,阐明了其物理本质．DFT的计算结果与以前提出的间接作用能的半经验表达式定性一致．     

TATB分子的结构及分子间相互作用

采用Hartree-Fock方法和密度泛函BPW91方法,对TATB双分子系统的几何结构和能量进行了优化和计算,得到双分子共平面的平衡结构.结果表明在TATB分子内部H和O之间存在着明显的氢键.分子之间的相互作用使TATB分子的对称性下降.一般地,没有充分计入分子之间的相互作用的影响时,计算得到的C-N键长比实验测得值大,而计算得到的C-C键长比实验测得值小.计算并讨论了TATB分子之间的相互作用能,表明TATB分子形成晶体结构时,应当以层状晶体结构最为稳定.     

非点电荷之间相互作用能、相互作用力及电势能的讨论

讨论了非点电荷带电体之间的相互作用能、相互作用力、电势能之间的关系     

同轴等大线圈互感系数及相互作用力的近似解析公式

通过数值计算,给出了两同轴等大线圈在常见范围内的互感系数和相互作用力的近似解析表达式．     

高密度氢气的分子间相互作用与状态方程

本文从高密度氢气的分子间相互作用出发进行分析,在修改范德瓦耳方程的基础上,提出了一种新的适用于高密度氢气的状态方程,并用来系统地计算了氢气在临界区的等温压缩线.在缺乏实验数据的情况下,这些理论计算结果很有用.     

两共轴带电圆环相互作用力的计算

推导出了两共轴带电细圆环相互作用力的级数解,对其收敛性、误差进行了定量分析,并根据级数解用MATLAB编程计算绘制了相互作用力F_z的分布曲线.     

水二聚体分子间相互作用势

利用超分子二阶到四阶多体微扰理论和扩展的相关一致基组(aug-cc-pVTZ)结合有效的中点键函数(3s3p2d1f1g)计算水二聚物的平衡结构和分子间相互作用势,并用平衡方法修正基组重叠误差.在MP2/aug-cc-pVTZ理论级别优化水二聚物几何构型.与正常优化的结果相比,平衡修正优化得到的RO-O和α值分别轻微的增加0.002 nm和0.19°,同时,θ值减小0.013°.在MP2水平利用扩展的相关一致基组结合有效键函数,预言了RO-O和ΔECP值分别为0.0923 nm和-4.86 kcal/mol,计算结果与实验值符合得很好.用exp-4.2势函数拟合分子间相互作用能的离散点,拟合结果与从头算计算的结果一致.     

水中振动能量的分子间的转移

生命体通过接受光辐射可以获得所需的能量.光合作用将空气中的ＣＯ2和土壤中的ＮＨ 4结合成有机碳水化合物,从而促进了植物的生长.用红外线治疗仪照射人体的局部,可以增强微循环,从而起到舒筋活血的作用———光辐射通过耗散弛豫转化成热能,并散布到周围的人体组织中.紫外光的光子能量很大,它足以将各种物质的电子激发到较高能态,从而可能造成生命体的损伤.生命体中大分子的光激发按光子的能量不同分为电子贡献、振动贡献和转动贡献等.举例说,波长为294μｍ的红外光可将分子的ＯＨ基伸缩振动模从0级激发到1级;而λ=333μｍ的红外光子能量正…     

共轴载流正三角形线圈间的相互作用

从计算回路的磁通量出发,应用虚位移原理,通过Mathematica数学软件,数值计算得到了共轴正三角形载流线圈间的相互作用力和力矩与线圈距离以及交错角度的关系曲线.     

用单光子实现两单分子间通讯

据美国物理学家组织网报道,瑞士苏黎世联邦理工学院和德国马克斯·普朗克研究所的科学家用单个光子激发单个分子,实现了两个单分子间的信号传送。在实验中,可让单个分子模拟光频,将单光子流传递给相距数米的另一个分子,如同两个站点之间的无线电通讯。这为开展以单光子作为量子信息载体,由单个发射器进行信息处理的进一步研究铺平了道路。     

分子间存在引力实验的改进

“分子引力”实验是初中物理“分子运动论”教学中的一个重要的验证性演示实验.传统的演示实验存在着实验现象不明显,成功率不高,不便于学生观察等缺陷.利用甘油能增加液体膜韧性的特点,利用液体膜拉动吸管运动可以让学生很直观地观察到分子间的引力,降低学生对于微观现象的理解难度.     

氰化给体中分子间相互作用促进的全小分子光伏混合物的超快电子转移

氰基取代被认为是优化全小分子有机太阳能电池性能的可行方法. 然而,氰基取代对太阳能电池中电荷产生动力学的影响仍未得到探索. 本文光谱研究表明,在全小分子太阳能电池中,氰化给体中增强的分子间电荷转移相互作用会显著促进共混物中的电子转移. 实验发现,在氰基取代给体中,分子间相互作用引起的离域激发,在混合物中会进行超快电子转移. 相比之下,在没有氰基取代的给体中剩余的局域激发态,并没有积极参与电荷分离. 此发现很好地解释了为何氰化取代给体的共混物器件的性能会得到提升,表明可以通过调控分子间相互作用、来优化全小分子器件性能.     

分子堆积——影响固态有机小分子力响应发光行为的关键因素

力刺激响应型有机发光小分子因其独特的发光性质在信息加密、光学存储、压力传感器等领域具有潜在应用,引起了广泛关注.其相关发光特性并不只来源于单分子结构,更与分子聚集态不同的堆积模式密切相关,因此,如何调控分子堆积模式是获得功能化发光材料的关键.本文主要从力致变色和力致发光材料体系出发,概述了几种调控分子间相互作用的策略,...     

分子间相互作用对有机分子发光性质的影响

有机固态发光材料因其在显示器、激光和光通信等领域的应用前景而受到越来越多的关注. 与单分子相比,有机固态中存在各种弱分子间相互作用,这些相互作用有时会对激发态性质和能量耗散途径产生较大的影响,从而产生较强的荧光或磷光. 因此揭示有机固态发光的内在机制是非常必要的. 本综述通过总结从单分子到聚集态激发态的几何结构、电子结构、电子振动耦合和能量耗散动力学的变化,简要概括了分子间相互作用如何诱导有机固体产生强荧光、热激活延迟荧光和室温磷光. 本综述希望能帮助深入理解有机固体的激发态特性,从而为设计优秀的固态发光材料提供思路.     

自由分子区内纳米颗粒的热泳力计算

基于非平衡态分子动力学模拟方法,研究了自由分子区内纳米颗粒的热泳特性.理论研究表明,纳米颗粒与周围气体分子之间的非刚体碰撞效应会明显地改变其热泳特性,经典的Waldmann热泳理论并不适用,但尚未有定量的直接验证.模拟计算结果表明:对于纳米颗粒而言,当气-固相互作用势能较弱或气体温度较高时,气体分子与纳米颗粒之间的非刚...     

Ne-CH4分子间相互作用势的局域密度近似计算

利用基于密度泛函理论框架下的局域密度近似方法对Ne-CH4分子间的相互作用势进行了计算. 发现: 当Ne原子和CH4分子之间的距离约为5.8 a.u.时, 计算的势能曲线存在最小值, 对应的势阱深度约为0.053 eV. 计算结果与实验值符合较好.