高分子玻璃化转变过程的分子动力学模拟本科教学实验

玻璃化转变是高分子专业教学中的重要内容,转变过程中自由体积的变化和分子链段的运动是理解玻璃化转变的难点。在计算机上使用分子模拟的方法得到三维的可视化图形,可以更直观地观察到自由体积和分子链的变化。提炼近年分子模拟技术在玻璃化转变研究中的最新科研成果,得到既有理论基础又适合本科教学的课程素材。分子模拟可以实现了仪器测试无法达到的超快速升降温,并与仪器测试得到的实验结果相对照,验证了普通实验很难验证的理论观点,从而拓展了本科实验的范围,达到了很好的教学效果。     

熔体快速冷凝过程的微观结构演化

采用分子动力学模拟技术研究了金属间化合物AuCu3熔体的双体分布函数、键对、多面体、配位数等在快速凝固条件下随温度的变化情况，详细考察了AuCu3中微观组团随温度的演化特点.结果表明，AuCu3熔体降温至700 K时双体分布函数的第二峰已发生劈裂，液态金属中已经产生了非晶态；同时液体中的键对数及多面体数与温度的关系都表明，在上述向非晶转变的过程中，AuCu3熔体的确发生了微观结构组态的变化，其中以液体中的缺陷多面体随温度变化最为剧烈.     

一代树状碳硅烷液晶的光化学研究－－端基含12个4－丁氧基氮苯介晶基元

研究了新的含12个丁氧基偶氮苯介晶基元的五代树状碳硅烷液晶D1及偶氮苯介 晶基元化合物M5在氯仿、四氢呋喃、N，N－二甲基甲酰胺、乙醇和苯等溶剂中的量 子产率、反－顺光异构化、光回复异构、反／顺异构组分比、热回复异构及活化能 。D1和M5的光致变色速率常数为10~(-1)s~(-1)，而含同一偶氮基元的光致变色液 晶聚硅氧烷的光致变色速率常数为10~(-8)s~(-1)，因此，液晶树状物D1的光响应 速度比后者快10~7倍。     

超临界NaCl水溶液的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法对超临界NaCl水溶液的微观结构进行了研究.模拟发现在所研究超临界条件下,密度的变化比温度的变化对超临界NaCl水溶液的微观结构影响更大.温度及密度对Cl－ H2O径向分布函数的影响比对Na＋ H2O径向分布函数的影响要大.超临界条件下,各gNa＋－Cl－在0.261 nm处出现峰值,表明Na＋、Cl－之间发生了离子的缔合.超临界条件下,随温度增加,缔合作用增强；随密度增加,缔合作用减弱.本文工作为建立可适用于超临界条件下的电解质热力学模型提供了依据.     

超离子导体CaF2中的Ca2+亚晶格和F-亚晶格

CaF_2在熔化以前为超离子导体相。一些实验和理论的研究表明,在超离子导体相中,Ca~(2+)仍维持原有的面心立方骨架,而F~-则在Ca~(2+)骨架中运动。早期的分子动力学模拟结果表明Ca~(2+)的均方根位移仅约0.3A,而F~-的扩散系数可达2.6×10~(-5)cm·s~(-1),已是熔盐扩散系数量级。近年来的中子散射实验表明在扩散离子和近邻离子间存在着某种动力学相关。为解释这些事实,新近Gillan的分子动力学模拟表明扩散离子伴随着F~-亚晶格变形,而Kaneko和Ueda的分子动力学模拟则表明扩散离子伴随着近邻离子在同一运动方向的相关运动。进一步的研究尚待进行。八十年代初,Nelson等人提出了描述晶体、非晶和液态中键取向的键球谐函数方法。     

N叉树上的离散时间量子随机行走

通过离散时间量子随机行走的框架,我们研究了在N叉树上的离散时间量子随机行走,该框架不需要硬币空间,仅仅只需要选择一个除了酉性再无其它限制的演化算子,并且包含了使用再生结构的轨道枚举和z变换.作为结果,我们在封闭形式中计算了在根处的振幅的生成函数.     

基于异质预期的量子伯川德博弈复杂动力机制分析

针对伯川德双寡头垄断博弈经济系统中出现的混沌现象,利用量子博弈论,构建了基于有限理性与天真预期行为的量子伯川德动态博弈模型,分析了量子纠缠度对纳什均衡点稳定性及复杂动力行为的影响。结果表明:量子纠缠度能增强该系统的稳定性,企业价格调整速度达到某一程度时会导致该系统的复杂混沌特性,纠缠度可以有效控制混沌状态。最后利用数值模拟从分岔、最大李雅普诺夫指数、奇怪吸引子、初始条件敏感性及分数维数方面验证了理论准确性。     

三氧化铬超微粒的制备与表征

我们曾首次报道了Fe_2O_3超微粒溶胶具有大的三阶光学非线性响应,其X~((3))值与商品用的掺杂CdS_(1-x)Se玻璃相近,并对其产生机制进行了初步研究.本文用微乳液法制备了经十二烷基苯磺酸钠(DBS)和硬脂酸(ST)表面修饰的Cr_2O_3超微粒,并用TEM、IR、XPS及紫外可见吸收光谱进行了表征.     

K＋I~2→K^+＋I~2^-离子对生成反应态－态几率与 选态截面的量子散射理论研 究

本文用Miller的-矩阵变分法在Aten-Lanting-Los两态势能面上计算了K＋I~2→K^+＋I~2^-电离反应的态－态几率和选态反应截面,结果表明了低电离阈能、几率的振荡行为及振动增强效应;电离截面随碰撞能及I~2振动量子数的变化规律与实验预测相吻合;讨论了反应机理。     

用计算模拟方法研究Al_3P_4O_(16)~(3-)计量比的二维层状磷酸铝中的有机胺模板能力

将快速 Monte Carlo方法与分子动力学方法相结合 ,研究了不同种类有机分子在 Al3P4 O3- 1 6 计量比的二维层状磷酸铝形成中的模板能力 .依据主 -客体之间非键相互作用能 (包括范德华能、氢键能和库仑能 ) ,可合理地解释已知实验现象 ,并能有效地预测出适于形成某一特定无机层结构的有机胺模板剂 .通过选择理论预测的有机胺分子作为模板剂 ,成功地合成了二维层状磷酸铝化合物 Al3P4 O1 6 · 1 .5 H3NC6 H1 0 NH3.