分子动力学模拟计算在通用图形处理芯片上的实现

将在计算生物分子中广泛应用的CHARMM力场应用于Windows computer cluster server(WCCS)环境下, 并实现了该力场及分子动力学模拟程序的通用显卡(GPU)并行计算. 对一些多肽链的动力学模拟结果显示, 与CPU计算相比, GPU计算在计算速度上有巨大的提升. 与64位Athlon 2.0G相比, 在NVIDIA GeForce 8800 GT显卡上的动力学模拟速度提高了至少10倍, 而且这个效率比会随着模拟体系及每块尺寸的增大而增大. 模拟体系的增大使得GPU并行单元的计算空载相对减少, 块尺寸的增大使缓存区尺寸相对减少, 单块计算效率得以提高. 在测试样本中, 该效率比最高可达到28倍以上. 利用GPU计算还对一条含有397个原子的多肽链进行了分子动力学模拟, 给出了氢键分布随时间的变化结果.     

离子液体负载钌络合物的合成及其催化环烯烃开环易位聚合

设计合成了含离子液体的吡啶配体1,2-二甲基-3-乙氧基吡啶六氟磷酸盐咪唑离子液体,在丙酮∶石油醚=3∶1的混合溶剂制备了含咪唑的离子液体.该离子液体可以做配体与Grubbs第二代催化剂反应,制备离子液体负载的钌催化剂,利用(1H,13C,31P)-NMR、元素分析等方法对合成的化合物和催化剂进行表征,催化剂中与钌连接的苯亚甲基上氢(RuCH—Ph)的振动峰由原来第二代催化剂的δ=19.2移至δ=16.27,在δ=-143.3处只出现PF6-中磷的信号峰,PCy3的信号消失,表明PCy3已经被置换完全,得到了新的催化剂.通过ICP测定含吡啶配体的离子液体负载的催化剂在混合物中的含量为14wt%.该催化剂在丙酮、甲醇、咪唑类离子液体等极性溶剂中易于溶解,解决了Grubbs催化剂在离子液体中不溶解的问题,实现了在纯离子液体中均相ROMP反应.考察了催化剂对不同极性单体在离子液体[BMIm]BF4中的开环易位聚合反应,非极性的环辛烯、含有中等极性取代基的5-羟基环辛烯单体以及含强极性取代基的5-腈基-2-降冰片烯单体的转化率分别为96%、73%和51.7%.利用凝胶渗透色谱(GPC)测定了聚合物的分子量及分子量分布.     

Gravitational Corrections to Energy-Levels of a Hydrogen Atom

The first-order perturbations of the energy levels of a hydrogen atom in central internal gravitational field are investigated. The internal gravitational field is produced by the mass of the atomic nucleus. The energy shifts are calculated for the relativistic 1S, 2S, 2P, 3S, 3P, 3D, 4S, and 4P levels with Schwarzschild metric. The calculated results show that the gravitational corrections are sensitive to the total angular momentum quantum number.     

螺旋配合物[Zn(C28H20N4O2)(CH3OH)]的合成和晶体结构

合成了配合物[Zn(C28H20N4O2)(CH3OH)]并对其进行了元素分析和红外光谱表征.X射线单晶结构分析表明该配合物为一单螺旋结构,Zn(Ⅱ)原子呈现扭曲的三角双锥配位构型.晶体中分子间存在的边对面和边对边的π…π作用、C-H…π作用以及O-H…O氢键作用使其形成三维网状结构.该晶体属于三斜晶系P(1-)空间群,晶胞参数分别为:α=0.9303(2)nm,b=1.0413(2)nm,c=1.4625(3)nm,α=96.340(10)°,β=103.160(10)°,γ=112.500(10)°,V=1.2434(4)nm3,Z=2dc=1.447g cm-3,T=293(2)K,μ=1.027mm-1,F(000)=560,R1=0.0463,wR2=0.0941[I＞2K(I)].     

中孔石墨碳负载TiO2复合材料光催化降解罗丹明B和苯酚

以26nm单分散的SiO2球为模板,苯乙烯为碳源,Ni为催化剂,在950℃合成了比表面积为298.2m2/g的中孔石墨碳材料.采用粉末X射线衍射、低温N2吸附、热重分析和透射电镜等对碳材料进行了结构表征.结果发现,通过Ni的催化作用,可在较低温度下得到高度石墨化的中孔碳材料.采用溶胶-凝胶法将TiO2负载在中孔石墨碳材料上,形成TiO2/石墨碳复合材料.以罗丹明B和苯酚的光催化降解为探针反应,考察了TiO2/石墨碳复合材料的光催化降解活性.结果表明,在紫外光照射下,罗丹明B和苯酚在该复合材料上的光催化降解反应遵循一级反应动力学,复合材料对罗丹明B和苯酚的光催化降解活性明显高于相同条件下制备的纯锐钛矿型TiO2.     

小型双脉冲发动机金属膜片的承压与破裂

为了得到双脉冲发动机隔舱处金属膜片的适宜结构,本文中采用Johnson-Cook材料损伤模型对不同规格金属膜片的承压、破裂过程进行了数值模拟,确定某种规格金属膜片满足设计要求。针对符合要求的金属膜片结构,设计了一套测双向测压装置,对金属膜片的承压、破裂过程依次进行试验。验证了所采用的金属膜片在一脉冲工作时其结构完整没有发生破裂,在二脉冲工作时金属膜片沿着预制刻痕破裂且没有金属碎片脱离,承压和破裂均能满足发动机正常工作要求。通过数值模拟和实验进行对比,发现得到的结果接近,说明采用本文的数值模拟方法研究金属膜片承压与破裂是可行的。通过数值模拟发现,在相同金属膜片厚径比时,随着金属膜片直径的增大,破裂时所需的压强先增大后减小再增大。

     

过渡金属原子掺杂的锯齿型磷烯纳米带的磁电子学特性

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了掺杂铁、钴和镍原子的锯齿型磷烯纳米带(ZPNR)的磁电子学特性.研究表明,掺杂和未掺杂ZPNR的结构都是稳定的.当处于非磁态时,未掺杂和掺杂钴原子的ZPNR为半导体,而掺杂铁或者镍原子的ZPNR为金属.自旋极化计算表明,未掺杂和掺杂钴原子的ZPNR无磁性,而掺杂铁或者镍原子的...     

The Role of Processing Solvent on Morphology Optimization for Slot-Die Printed Organic Photovoltaics

Chinese Journal of Polymer Science - The morphology manipulation of the active layers is important for improving the performance of organic photovoltaics (OPVs). The choice of processing solvent...     

Polymer Translocation

The translocation of a polymer through a pore that is much smaller than its size is a fundamental and actively researched topic in polymer physics. An understanding of the principles governing polymer translocation provides important guidance for various practical applications, such as the separation and purification of polymers, nanopore-based single-molecule deoxyribonucleic acid/ribonucleic acid(DNA/RNA) sequencing, transmembrane transport of DNA or RNA, and infection of bacterial cells by ba...