飞秒强激光场中水分子的电离激发

本文运用含时密度泛函理论和分子动力学非绝热耦合的方法, 研究了水分子在不同极化方向的激光场中的电离和动力学行为. 计算结果表明, 对应相同的极化方向, 随着激光强度的增加, 水分子的电离增强; 对于相同强度的激光, 当激光极化方向沿水分子对称轴方向时, 水分子的电离最强, 当激光极化方向垂直水分子对称轴方向时, 水分子电离受到最大程度的抑制. 对水分子偶极矩的研究表明, 当分子处于线性响应区域时, x方向的激光只能激发起x方向的偶极振动而y方向的激光只能激发起y方向的偶极振动. 对水分子的键长和键角的研究表明, 在激光场中水分子的键长变长, 键角变大, 但变化幅度随着激光极化角的增大而减小. 此外, 研究还发现, 虽然在不同极化方向的激光脉冲的驱动下, 水分子OH键的振动频率与激光频率相当, 在脉冲关闭后, 振动频率减小, 但激光场的极化方向对水分子振动模式具有选择性. 关键词： 含时密度泛函理论 分子动力学 水分子 电离     

基于接触数引导的迭代多组独立分子动力学模拟实现配体-蛋白质结合与解离过程

配体的结合与解离过程在蛋白质实现其生物学功能方面非常关键,因此对这些高度动态过程的研究变得非常重要. 尽管已有实验方法可以确定蛋白质-配体复合物的三维结构,但一般仅可获得静态图片. 随着计算机算力的快速提高以及算法的优化,分子动力学模拟在探索配体的结合与解离过程方面具有诸多优势. 然而,当系统变得足够大时,分子动力学模拟的时间和空间尺度成为了巨大的挑战. 本工作提出了一种研究配体-蛋白质结合与解离的增强采样工具,它基于配体和蛋白质之间形成的接触数来引导迭代多组独立分子动力学模拟. 在腺苷酸激酶的模拟结果中,观测到配体的结合和解离过程,而使用传统分子动力学模拟在同一时间尺度下则无法实现这一过程.     

基于反中值滤波的红外焦平面自适应非均匀性校正方法

分析了红外焦平面阵列非均匀性的噪声特性，提出了一种用反中值滤波为核心的红外焦平面自适应校正的方法。针对实际的图像进行了实验，实验证明该方法在校正效果、收敛速度、对静止目标保持能力及可硬件化等方面都有较好的表现。     

α-Fe裂纹的分子动力学研究

通过分子动力学方法，模拟了α-Fe裂纹的单轴拉伸实验中的形变过程.研究了不同晶体取向裂纹的形变特点和断裂机理，观察到各种形变现象，如位错形核和发射，位错运动，堆垛层错或孪晶的形成，纳米空洞的形成与连接等.计算结果表明，裂纹扩展是塑性过程和弹性过程相结合的过程，其中塑性过程表现为由裂尖发射的位错导致的原子切变行为，而弹性过程的发生则是由无位错区中的原子断键所导致.同时还研究了α-Fe裂纹的形变特点和断裂机理与温度场和应力场的依赖关系.     

一种模拟热导率的非平衡分子动力学方法

提出一种计算热导率的非平衡分子动力学(NEMD)方法,通过构造均匀内热源获得抛物线形温度分布,并基于Fourier导热定律计算热导率,与Müller-Plathe发展的反扰动非平衡分子动力学(RNEMD)方法相比,不仅具有能量动量守恒和收敛性好的优点,还克服了常规NEMD方法中热冷源区域存在局域热力学非平衡的问题,并有模拟系统温差影响小的特点.对液态氩的热导率进行模拟并与RNEMD方法的模拟结果进行对比.     

分子动力学模拟预测链中改性溶聚丁苯橡胶结构与性能关系及温度依赖性

通过分子动力学模拟方法,从分子水平上预测了3-巯丙基三乙氧基硅烷和3-巯基-1-丙醇改性的溶聚丁苯橡胶(SSBR)结构与性能关系及温度依赖性.结果表明改性后SSBR的玻璃化温度比未改性的SSBR略有减小,介电常数、溶解度参数、导热系数提高.在所有性能中,氧气渗透率变化最大,3-巯基-1-丙醇改性的SSBR的氧气渗透率比...     

地黄梓醇和乙酰胆碱酯酶作用的分子动力学模拟

梓醇能有效的的改善阿茨海默尔症状,但与乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AchE)作用的分子机制尚不明晰.本文运用分子动力学模拟、结合自由能的计算和丙氨酸突变扫描的方法研究了两者的结合模式,结果表明:梓醇结合位点为乙酰胆碱酯酶的催化活性中心,并形成3个氢键,结合自由能为-60.59 k J/mol,结合的主要驱动力是范德华力和静电作用力,主要抑制力是极性溶剂化能,Tyr151和Gln176是两者结合的关键氨基酸.这些研究为开发高效的Ach E梓醇类似物抑制剂提供理论支持.     

Natural color low-level-light EBAPS imaging system based on three-color LCTF北大核心CSCD

The high-sensitivity electron bombarded active pixel sensor (EBAPS) not only has the characteristics of high gain and high sensitivity of vacuum imaging devices, but also has the digital characteristics of solid-state imaging devices, which greatly improves the level of night vision imaging. A natural color low-level-light EBAPS imaging system was built based on three-color liquid crystal tunable filter (LCTF). According to the characteristics of low-level-light images, the color enhancement processing such as grayscale stretching, white balance, and color correction was performed on the color images obtained by the system. The experimental results show that the system can realize the natural low-illumination color imaging that reflects the color characteristics of the scene itself, which can effectively improve the observation effect of the characteristics of the target scene at night, and can realize the color imaging under 5×10−4 lx illumination. © 2022 Editorial office of Journal of Applied Optics. All rights reserved.     

基序B参与调控模板依赖的聚合酶抑制作用

RNA依赖的RNA聚合酶是参与新冠病毒进行RNA复制与转录的主要分子机器. 之前的实验研究表明瑞德西韦在模板链上时存在两次抑制作用,即不仅可以抑制与之互补的尿嘧啶核苷三磷酸的加成,还可以抑制下一位核苷三磷酸的加成. 然而,第二次抑制作用的分子机制尚未阐明. 本文运用了分子动力学模拟,发现瑞德西韦在模板链上的第二次抑制不是直接作用于核苷酸在活性位点的加成,而是源于瑞德西韦从+1位点到-1位点的迁移过程受到阻碍,这将导致活性位点无法空出,核苷三磷酸无法进入活性位点从而产物链的延长被终止. 首先,发现了基序B中G683会和瑞德西韦的1''-氰基相互作用,导致移位后态的RNA双链配对稳定性低于移位前态,从而使得瑞德西韦的移位在热力学上不易发生. 其次,由于瑞德西韦的1''-氰基在迁移过程中会与基序B的S682产生位阻,进一步从动力学上阻碍了瑞德西韦动态移位的发生. 本研究不仅揭示了基序B上两个相邻且高度保守的氨基酸可以调控瑞德西韦沿模板链的移位过程,同时,本文的发现也进一步完善了对瑞德西韦抑制新冠病毒RNA复制和转录的分子机制的理解.     

基于贝叶斯估计的IRFPA自适应非均匀性校正

针对长时间工作后红外焦平面阵列(IRFPA)响应特性发生漂移,图像质量下降的问题,分析了两点校正(TPC)后残留非均匀噪声的特性,在TPC的基础上提出了一种自适应非均匀性校正方法。将两点校正后的图像进行小波分解,利用贝叶斯阈值逐点进行信号方差和噪声方差的估计,计算出残留非均匀噪声并加以去除。实验结果表明,该算法可以有效去除残留非均匀噪声,避免因红外焦平面阵列响应特性漂移而导致的图像降质。