NeuDATool：支持GPU硬件加速和计算机集群跨节点并行的开源中子散射数据分析软件

实验势精修是20世纪80年代英国散裂中子源无定型材料组开发的用于分析中子散射实验数据的软件. 实验势精修的目标是根据中子散射数据重建样品的三维原子结构. 在过去的几十年,实验势精修被广泛用于中子散射实验数据分析,为实验用户提供了可靠的分析结果. 但是实验势精修是基于共享内存并行计算(OpenMP)的Fortran程序,不支持计算机服务器集群跨节点并行加速和GPU加速;这限制了它的分析速度. 随着计算机服务器集群的广泛建设和GPU加速技术的普遍使用,有必要重新编写EPSR程序以提高运算速度. 本文使用面向对象的C++语言,开发了一套实现EPSR算法的开源软件包NeuDATool;软件通过MPI和CUDA C实现了计算机集群跨节点并行和GPU加速. 使用液态水和玻璃态二氧化硅的中子散射实验数据对软件进行了测试. 测试显示软件可以正确重建出样品的三维原子结构;并且模拟体系达到10万原子以上时,使用GPU加速可以比串行的CPU算法提高400倍以上的模拟速度. NeuDATool为中子实验用户尤其是对熟悉C++编程并希望定义特殊分析算法的实验科学家提供了一种新的选择.     

EFFECTIVE ELASTIC MODULUS OF BONE-LIKE HIERARCHICAL MATERIALS

A shear-lag model is used to study the mechanical properties of bone-like hierarchical materials.The relationship between the overall effective modulus and the number of hierarchy level is obtained.The result is compared with that based on the tension-shear chain model and finite element simulation,respectively.It is shown that all three models can be used to describe the mechanical behavior of the hierarchical material when the number of hierarchy levels is small.By increasing the number of hierarchy level,the shear-lag result is consistent with the finite element result.However the tension-shear chain model leads to an opposite trend.The transition point position depends on the fraction of hard phase,aspect ratio and modulus ratio of hard phase to soft phase.Further discussion is performed on the flaw tolerance size and strength of hierarchical materials based on the shear-lag analysis.     

分子识别在纳米材料组装中的应用

分子识别应用于纳米材料组装中的研究正受到人们的广泛关注,并逐渐成为超分子化学研究领域中的一个热点。本文对近年来利用分子识别实现纳米材料的组装及可控组装的研究工作进行了综述,并对该领域的研究前景进行了展望。     

Two 2D uranyl coordination complexes showing effective photocatalytic degradation of Rhodamine B and mechanism study

Two new hydrostable two-dimensional(2 D) uranyl coordination complexes [(UO_2)_5(μ_3-O)_2(nbca)_2].7 H_2O(1) and [(UO_2)_3(nbca)_2(H_2O)_3]·2 H_2O(2)(H_3 nbca=5-nitro-1,2,3-benzenetricarboxylic acid) were hydrothermal synthesized.Single-crystal structural refinements reveal that both of the two complexes were formed by the packing of 2D uranyl coordination sheets via the hydrogen bonds.The nbca ligand coordinating to the uranyl polyhedron centers constructed the 2D sheets.There are UO_8 hexagonal bipyramids and UO_7 pentagonal bipyramids in 1 while only U07 pentagonal bipyramids in 2.Photocatalytic degradation of rhodamine B(RhB) in aqueous solution was studied.Complex 2 possesses better performance than 1 with 96.2 % of the RhB was degraded in only 60 min.Mechanism studies reveal that the dissolved oxygens are essential to the RhB degradation.The photocurrent density of 2 is more stable than that of 1,which indicating the stronger ability to separate photoexcited electrons and hole pairs of 2.     

高灵敏度高选择性气敏材料--金属酞菁配合物

酞菁配合物是一类重要的光电功能材料.由于它的特殊结构使其成为高灵敏度高选择性气敏材料,具有极好的应用前景.本文在介绍酞菁配合物的结构特点、合成方法、气敏特性及其最新研究进展的基础上,讨论了酞菁配合物的气敏机理及膜结构、中心金属和取代基对气敏性的影响,并对酞菁配合物作为气敏材料的发展趋势进行了展望。     

有机锗测定方法的研究

在总结有机锗已有分析方法基础上,介绍了一种分光光度法,它可用于有机锗产品的相态和含量分析。     

浸没沉淀相转化法制备结晶性聚合物微孔膜的研究进展

综述了近期关于结晶性聚合物浸没沉淀相转化法制备微孔膜的成膜机理和实验研究工作.对制膜体系的热力学、相分离、成膜机理进行了分析和总结,并依此解析了结晶性聚合物膜中常见的结构形态,最后从热力学和动力学两个方面对影响膜结构形态的因素如聚合物的浓度、铸膜液的组成、凝固浴的组成等进行了详细的讨论.     

用高效液相色谱手性固定相法拆分芳香仲醇及芳香乙二 醇类手性化合物

在ChiralcelOD和ChiralcelOJ两支多糖类手性固定相上，以各种不同配比的正己烷-异丙醇为洗脱剂对38种带有不同取代基的芳香仲醇及芳香乙二醇类手性化合物的对映体进行拆分，考察了这些外消旋体在这两支手性柱上的色谱行为。结果表明，扬长避短一柱对这些化合物的拆分能力与化合物取代基的性质和位置有关，这些化合物与手性固定相之间的氢键作用和π-π作用是影响手性拆分的重要原因。拆分方法已应用于潜手性酮不对称还原产物的光学纯度的鉴定，并取得了很好的效果。     

层状四水硫酸锆催化合成乙二醇单乙醚醋酸酯反应机理的理论研究

采用以量子化学ASED－MO（含原子对排斥的EHMO法）为基础的结构自动优化EHTOPT法,研究了层状四水硫酸锆催化合成乙二醇乙醚醋酸酯的反应机理;构筑了反应组分乙二醇单乙醚羟基上的氢原子通过氢 键与层状四水硫酸锆结晶水上的氧原子结合。同时,还研究了醋酸在四水硫酸锆表面形成正碳离子的结合状态,提出了相应的酯化反应机理,在此基础上推导出的动力学方程与实验结果相符。     

沙林酸印迹聚邻苯二胺纳米膜制备及结构表征

采用电化学聚合法合成了对有机磷毒剂沙林具有特异识别的聚邻苯二胺(PPD)分子印迹纳米膜(iPPD).利用石英晶体微天平(QCM)证实了印迹效应的存在，并用循环伏安法(CV)、AFM、XPS进行了系统的结构表征.结果表明，分子印迹膜的膜厚约20 nm，膜的表面呈“石林”状，疏松多孔，具有良好的吸附性能.分子印迹主要影响聚合物的三维排列，而聚合物的化学组成没有发生改变.该种分子印迹纳米膜在选择性检测军用毒剂沙林中具有良好的应用前景.