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不同温度下晶态α-Al_2O_3结构的分子动力学模拟

氧化铝作为重要的氧化物材料,广泛应用于金属铝的冶金原料,高分子制品的填料,吸附剂、氧化剂及催化剂载体,医药、化妆品和化工制品的原料,以及陶瓷、磨料及耐火材料等重要领域,长期以来有关其结构的基础研究一直颇受重视。在计算机模拟出现以前,对氧化铝体系的研究主要还是在室温下,很少在高温或高压的条件下进行研究。主要原因是实验仪器难以达到高温、高压的要求,以及原有的理论基础在高温下受到了限制。基于分子动力学模拟不仅能得到原子的运动轨迹,还能像做实验一样进行各种观察,许多与原子有关的微观细节在实际实验中无法得到,而在分子动力学模拟中可以方便的观察到,从1993年起,人们开始采用不同的势函数模拟常温下-αA l2O3的晶态结构[1-4],但是这些模拟多数只在常温下进行,很少涉及高温甚至熔温下的结构,而且给出的结构信息也不全面。为了添补高温下晶态-αA l2O3结构性质研究的空白,并补充常温下晶态-αA l2O3MD模拟的其他结构信息,本研究在3...  (本文共6页) 阅读全文>>

《化学工业与工程》2005年03期
化学工业与工程

分子动力学模拟在蛋白质固体表面吸附构象转变中的应用

由于蛋白质通常具有很强的表面活性,蛋白质溶液可在固体的表面会发生吸附[1、2]。在一些医药和工程技术领域均涉及蛋白质与固体表面的吸附作用。从生物流体中聚集生物活性成分的早期,蛋白质在界面的吸附起到一个桥梁的作用,首先是蛋白质吸附,然后,生物细胞吸附在被吸附的蛋白质前体上。当血液于人工植入材料接触时,会引起血液的凝结和免疫反应;在工程反应器中,蛋白质吸附可以造成“生物污染”从而降低生产率。通常认为,蛋白质在固体表面吸附时,蛋白质与蛋白质之间,蛋白质与水分子之间,蛋白质与界面之间都存在着相互作用,这些作用包括疏水性作用、静电作用和范德华力CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING Vol.22  No.3等[3]。蛋白质分子作为生物大分子具有特殊性质,这些作用力的变化必然改变其分子的空间构象,从而影响蛋白质的生物功能[4]。最初有关蛋白质与固体表面吸附,产生构象变化的研究,使用间接方法如pH滴定和微观量热等,...  (本文共5页) 阅读全文>>

《广州化工》2017年09期
广州化工

石墨烯导热率分子动力学模拟研究进展

随着石墨烯优越的性能不断被发现,受到了社会上越来越多的关注,热性能就是其中非常重要的特性之一。尽管传统材料的热物性测量技术已经发展的非常成熟,但因为石墨烯具有特殊的二维结构,使石墨烯的热物性变得很难测定。分子动力学模拟的方法经过了多年的发展,已经发展的比较成熟,为人们提供了大量的有意义的结论,提高了人们认识物质特性的速度。我们可以使用分子动力学模拟的方法计算石墨烯,得到导热率、界面热阻等性能,在理论上了解影响石墨烯导热性能的因素。根据上述的分析,我们决定利用分子动力学模拟的方法来研究石墨烯的导热性。1单层石墨烯首先我们研究了单层石墨烯的分子动力学模拟情况,单层石墨烯的研究是最多的。Teng Yong Ng等[1]利用非平衡法来模拟单层石墨烯,包含碳原子或者硅原子。两者都是用Tersoff势,主要是比较石墨烯和硅两者的导热性的差别,结果发现石墨烯的导热比硅要好很多。随着长度增加,两者的导热率也有很大的提升。惠治鑫等[2]通过模拟发...  (本文共3页) 阅读全文>>

《基因组学与应用生物学》2017年06期
基因组学与应用生物学

分子动力学模拟在核酸研究领域的应用

作为生命体重要的生物大分子之一,核酸承载和时间分辨率的限制,只能针对整体给出平均性质,着生命体的遗传物质,参与生物体内代谢过程,是所不能给出具体单个分子的运动性质。有已知生物体的基本组成成分。核酸是一种具有序分子模拟方法的出现为生物大分子的研究提供列特异性的生物分子,这种特异性导致了其结构的了新的技术指导,目前模拟这种分子运动的标准方灵活性以及功能的多样性,这就增加了研究核酸结法是分子动力学模拟技术。分子动力学模拟通过全构并阐明其功能的难度。虽然有各种各样的实验技原子力场来计算作用于每个原子上的力,并运用经术被用于核酸生物大分子的研究,但是均受到空间典物理学理论确定每一个原子随时间变化的位置和速度,进而得出其运动轨迹。力场是基于经典物理或呼吸需要微秒到毫秒的时间级别(Guéron et al.,1987;拟合量子力学参数以及实验数据的理论模型。虽然Dornberger et al.,1999;W覿rml覿nder et al.,...  (本文共4页) 阅读全文>>

《中国原子能科学研究院年报》2016年00期
中国原子能科学研究院年报

超临界CO_2中锕镧系络合行为及其分子动力学模拟

近年来,超临界co2体系中萃取锕系、镧系元素研究已经取得许多进展,在核废物处理方面呈现较好的应用前景。然而对于锕系和镧系在超临界ca中的分离行为仍有待研究。本项目研究了硝酸铀酰和硝酸钕固体与络合剂TBP的络合行为,采用紫外可见光谱法在线监测了络合物在超临界〇32中的浓度。研究发现,随着TBP量的增加,TBP-U(VI)络合物的浓度比TBP-Nd(DI)先达到平衡(两种络合物的结构示于图1)。当升高压力或升高温度时,了BP-U(VI)络合物的浓度无明显变化,而TBP-Nd(DI)浓度上升,这些结果表明硝酸铀酰会优先与TBP络合。采用ambertoo...  (本文共2页) 阅读全文>>

《石油沥青》2016年02期
石油沥青

沥青混凝土疲劳损伤自愈合行为研究进展(4)——沥青自愈合分子动力学模拟

理解沥青自愈合机理和微观进程是合理表达沥青自愈合行为、准确评价沥青自愈合能力以及精确预估沥青材料疲劳寿命的基础。尽管国内外针对沥青自愈合机理开展了大量研究,并基于裂缝表面能理论、裂缝表面扩散理论等解释了沥青自愈合机理[1],但难P深人剖析沥青组成与结构对沥青自愈合能力的影响,尤其是不能从分子尺度表达沥青自愈合微观进程。从本质上,沥青分子组成与结构决定了其自愈合能力,但由于沥青组成与结构的复杂性,采用传统的试验测试手段很难建立和预测沥青组成结构与自愈合能力的关系。同时,材料裂缝萌生、扩展与自愈合实际上是在原子或分子尺度上进行的,用连续介质力学描述这类处于原子、分子状态的动力学特性显然不合适,宏观连续介质力学的理论和传统的分子动力学(Molecular Dynamics, MD)是进行物质原子或分子层次计算麵拟时所采用的-种基本摊。财法拽鱗顿力学来觀分子体系的运动,可以给出原子尺度上材料及其演化过程细节的可能性,使材料设计和性能预测...  (本文共6页) 阅读全文>>