(Gd2O3)x（ZrO2）1-x（x=0.05-0.15）电解质材料的电导及其分子动力学模拟

为了探讨作为固体氧化物燃料电池电解质材料的可行性,采用交流阻抗谱研究了(Gd2O3)x(ZrO2)1-x(x=0.05-0.15)固体电解质材料的晶粒电导率,并通过分子动力学方法模拟了Gd2O3掺杂ZrO2固体电解质材料的动力学行为,计算并分析了温度和Gd2O3掺杂量对体系离子传导性能的影响.实验和模拟结果均表明,升高温度能明显增强离子电导性能.当Gd2O3掺杂量为8 mol%时,材料的电导性能取得最优值.     

新型多苯并咪唑环芳识别氨基酸甲酯的分子动力学和密度泛函研究

采用Gaussian 03在B3LYP/6-31G(d)水平上分别优化新型多苯并咪唑环芳(MBICP)受体和氨基酸甲酯(AAME)配体,再用基于模拟退火的分子动力学方法 CDOCKER将配体与受体对接,对每一个复合物获得了一组最低能量的初始构象。最后用Turbomole在BLYP/def-TZVP水平对初始构象进一步优化,并对收敛后的复合物最低能量构象作NBO分析。以密度泛函理论计算获得的相互作用能作为核心参数,采用组合策略建立了表达MBICP-AAME复合物结合常数的定量关系模型,计算了该类复合物的结合常数。对MBICP受体和AAME配体间的作用模式以及影响MBICP受体识别AAME配体的主要因素,作了深入讨论。     

二氢叶酸还原酶在盐溶液中的分子动力学模拟

为了研究嗜盐酶如何在高盐环境下维持稳定性与活性,本文以沃尔卡尼极嗜盐菌及大肠杆菌的二氢叶酸还原酶(DHFR)为模型,将二者分别置于5种不同盐浓度的水溶液中进行分子动力学模拟。经9ns动力学模拟,得到了二者在不同浓度盐溶液中的运动轨迹,通过对运动轨迹的分析,获取了二者在不同盐浓度下的动力学特性。结果发现嗜盐古生菌的二氢叶酸还原酶自身所形成盐桥及与溶剂所形成的氢键均比大肠杆菌的二氢叶酸还原酶多,而溶剂可及性表面则要小,二者差异均达极显著水平。同时还分析了这两种分子及其氨基酸残基的柔性等。     

温度变化对钾离子跨膜通道蛋白传输能力的影响

为了研究温度变化对生物膜跨膜传输能力的影响,本文以钾离子跨膜通道蛋白为研究对象,利用Gromacs分子生物学模拟软件包和Gromos96(53a6)分子力场,通过分子动力模拟技术和伞状采样方法详细研究了300K和275K两个温度条件下钾离子跨膜通道蛋白对单个钾离子的传输机理和Potentials of Means Force自由能在整个传输过程中的变化曲线。分析伞状采样的计算结果表明,温度的下降对钾离子跨膜通道蛋白的传输能力具有较大影响,300K时,钾离子在跨膜通道蛋白中的传输过程是热力学自发过程;然而,当温度下降到275K后,跨膜通道蛋白前沿空腔对钾离子的捕捉能力明显下降,选择性位点的能垒和传输通道的自由能普遍上升,导致跨膜通道蛋白出口的自由能高于其入口的自由能,最终使钾离子跨膜通道蛋白对钾离子传输方向发生逆转。同时该结果还可以对冷害发生的机理和防治给予重要的启示:说明温度下降后,果蔬体内物质传输能力的下降和停滞是造成冷害发生的一个主要原因。     

纳米水平热量传输中温度定义的讨论

纳米水平热量传输明显不同于宏观和微观系统的热量传输。由于热量携带子——电子、光子、声子或分子的平均自由行程与被研究物体的特征长度之间具有可比性，经典理论已经不再适用，人们必须采用新的理论来预测纳米水平的热量传输。在许多仿真模型的研究中存在对温度定义的分歧，因此出现不同的研究结论。针对于在仿真模型研究中可能出现的有关温度的定义给出了明确阐述。     

C32C60C180、C60@C180富勒烯分子的压缩力学特性

采用Tersoff-Brenner势与L—J势的分子动力学方法，研究了双石墨层作用下C32、C60、C180以及C60@C180富勒烯分子的压缩力学特性。根据计算结果，讨论了几种富勒烯压缩过程中的变形、能量、压缩栽荷等的变化及其差异。研究表明，由于分子几何构形上的差异，压缩时，C180出现了明显的“塌陷”现象，“塌陷”过程中，能量及外载荷一度下降；几种富勒烯压缩时的能量吸收能力排序为：C32〉C60〉C60@C180〉C180，承载能力的排序为：C60@C180〉C180〉C60〉C32。     

微齿轮系统中接触齿廓间范德华力计算方法研究

为分析微齿轮系统中接触齿廓间范德华力,利用泰勒公式建立了微齿轮渐开线简化数学模型,然后根据Hamaker假设和Morse势函数,引入分子动力学中的截断半径,提出了一种计算齿廓刚刚接触时两接触齿廓间范德华力的连续介质方法.同时,采用此方法对实例进行计算并得到计算结果,证明了该方法的可行性.该计算方法的提出不仅有利于微齿轮接触齿廓间粘附分析,而且对微齿轮应力应变分析提供一种新思路.     

近场热记录系统热响应过程的分子动力学仿真

采用非平衡态分子动力学(NEMD)仿真了近场热记录系统的热响应过程.对探针施加不同的作用力时,随着作用力的增加,基体的热响应明显加快,系统达到热平衡所需时间相应减少,可有效提高热机械数据存储速率.采用数值差分方法对一维探针-基体的传热模型进行数值求解,数值解和分子动力学模拟结果总体趋势基本吻合.     

双电层对纳米流体润滑与摩擦影响的MD模拟 (2.东南大学MEMS教育部重点实验室 南京 210096）

采用分子动力学方法对带电和不带电两硅板之间的水分子润滑薄膜进行模拟研究,通过加双电层的水分子薄膜润滑与未加双电层薄膜润滑摩擦属性的对比,发现摩擦系数在存在双电层的情况下比未加双电层时要小,两板相对滑动速度对摩擦系数的影响与未加双电层时相似,相对滑动速度越大,摩擦系数在一定的速度范围内平稳增大.当速度大于某个数值时,摩擦系数增大变快.两板之间水分子以及离子密度或数目分布在靠近壁面的地方较大,中间密度相对较小.