不同温度下ε-CL-20晶体感度和力学性能的分子动力学模拟计算

用分子动力学(MD)模拟计算研究了在NPT系综和不同温度(195、245、295、345、395K)下高能量密度化合物ε-CL-20的(2×3×3)超晶胞及其沿(001)晶面的模型切割。结果表明,室温下所得晶胞参数与实验值一致。随着温度的升高,引发键(N-NO2)最大键长(Lmax)递增、引发键连双原子作用能(EN-N)和内聚能密度递减,与体系热和撞击感度随温度升高而增大的实验事实相一致,表明Lmax、EN-N和内聚能密度可作含能化合物热感度和撞击感度相对大小的理论判据。获得了5个温度下ε-CL-20的力学性能,从理论上揭示了其力学性能随温度的升高而递变的规律。     

ANPyO在不同温度下晶体感度和力学性能的分子动力学模拟

NPT系综下,用COMPASS力场对ANPyO超晶胞及沿其(4,0,-2)晶面切割的两种模型分别进行不同温度(195、245、295、345、395 K)下的分子动力学模拟。结果表明,随着温度的升高,ANPyO引发键最大键长递增,引发键双原子作用能和内聚能递减,这与炸药感度随温度升高而增大的事实相一致,一定条件下它们可作为炸药感度判定的理论依据。获得了5个温度下ANPyO和ANPy O(4,0,-2)的力学性能,从理论上揭示了其力学性能随温度递变的规律。     

PBX9501热感度、热膨胀及力学性能的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟研究了不同温度和压强条件下PBX9501炸药的热感度、热膨胀和力学性能。通过体系中各组分最大引发键键长的变化判断温度对其热感度的影响;预测了PBX9501体系在不同温度下的热膨胀系数;采用静态力学理论分析其力学性能随温度和压强的变化。结果表明,在295~450K,随温度的升高,PBX9501炸药的敏感性增大,且在375K时其引发键的最大键长显著增大;热膨胀系数随温度升高而减小;随温度升高其脆性越明显,随压强的增加其韧性越好。     

不同温度下RDX晶体力学性能的MD模拟

为探讨单体炸药RDX的静态力学性能随温度变化的规律,用分子动力学(MD)方法和COMPASS力场,在等温等压系综下,对其作多种温度(195～445 K)下的周期性模拟计算,由静态力学分析求得弹性系数、模量和泊松比.结果表明,在195～345 K时,体系的刚性和弹性随温度的增加而下降;但当温度达到345K时,体系的刚性和弹性几乎不变.     

表面氨基链修饰氧化石墨烯对DGEBA/3,3'-DDS环氧树脂涂层力学性能影响的研究

采用分子动力学模拟与实验测试相结合的方法对不同表面结构石墨烯改性的DGEBA/3,3'-DDS环氧树脂涂层性能进行研究.首先利用Materials Studio 2019软件建立了不同类型的环氧树脂复合材料模型,模拟不同温度下复合材料体系的内聚能密度、力学性能和形变的变化规律,确定力学性能最佳的复合材料体系.然后借助扫...     

分子动力学模拟研究温度对ε-CL-20结晶晶体形貌的影响

为了研究温度对六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)在乙酸乙酯/三氯甲烷体系中结晶时晶体形貌的影响,采用分子动力学模拟方法,使用修正后附着能模型计算了CL-20晶体能量和晶习,对比了不同温度(293、303、313、323、333K)下CL-20晶体形貌模拟结果与实验结果。结果表明,温度可以显著改变CL-20晶体形貌;随着温度升高,CL-20晶体形貌趋于非球形化,293K下可以获得球形化程度更好的CL-20晶体;温度对不同晶面影响程度不同,(2 0 0)、(0 1 1)、(2 0-1)晶面生长易被温度影响,附着能绝对值较大,晶面生长速率快,在CL-20晶体表面面积占比减小,最终在CL-20晶体中无法保留;当温度为333K时,对(2 0-1)晶面的附着能影响较大,最终使该晶面在CL-20形貌中显露。     

电场作用下甲醇结构和扩散性质的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了外电场作用对甲醇的微观结构和动力学性质的影响.模拟得到了外电场作用下甲醇分子微观构型的物理图像,发现外电场的作用使甲醇分子的偶极向量沿电场作用方向有序排列.随着电场强度的增加,形成两氢键的甲醇分子的摩尔分数和氢键平均数目增加,O—H…O呈线形分布的概率增加,氢键的平均寿命延长,外电场增强了甲醇分子间的氢键作用.随着电场强度的增加,分子的平动自扩散系数降低.外电场作用的附加力阻碍了分子平动运动,分子的平动运动表现为各向异性.     

ε-CL-20在二元混合溶剂中晶体形貌的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟的方法探究了乙酸乙酯与二溴甲烷组成的二元溶剂在298.15 K,1 atm下对ε-CL-20晶体形貌的影响。通过修正附着能模型(MAE)模型探究了溶剂-晶体相互作用,用分子动力学模拟预测了不同组成的乙酸乙酯/二溴甲烷混合溶剂中ε-CL-20的晶体形貌并与实验获得ε-CL-20的晶体形貌进行了对比。结果表明,实验获得的晶体形貌与模拟结果一致,且晶面粗糙度越大,溶剂-晶体相互作用越强。此外,还通过均方位移(MSD)分析了溶剂分子在不同晶面的扩散系数,探究了溶剂扩散速率对不同晶面的影响,并利用径向分布函数(RDF)分析了溶剂分子与晶体分子间相互作用的组成。     

HBc-VLP的分子动力学模拟和结合自由能计算

乙型肝炎核心病毒样颗粒HBc-VLPs(Hepatitis B Core Antigen Virus-like Particles)因稳定性好且易于改造,被作为疫苗载体广泛使用,但影响VLPs稳定性的控制机制尚不清楚.采用分子动力学模拟研究了HBc-VLP中蛋白亚基二聚体、五聚体及六聚体复合物的稳定性,计算了体系中蛋白...     

分子动力学模拟二硫键对胰岛素构象稳定性的影响

采用分子动力学模拟考察了二硫键对天然态和还原态胰岛素构象稳定性的影响。结果表明:天然态胰岛素中的二硫键限制了其A链和B链的相对运动,有助于稳定胰岛素的主链构象以及胰岛素活性位点的构象。对于还原态胰岛素而言,失去二硫键使其A链和B链解离,B链的中心螺旋趋于失稳,而导致活性位点构象变化。上述分子模拟结果与文献报道的实验结果相符,从分子水平上揭示了二硫键对于胰岛素构象稳定性的影响机制,对胰岛素药物的制剂、储存和应用等具有指导意义。     

TPI/NR力学性能的分子动力学模拟

为研究杜仲胶(TPI)和天然橡胶(NR)之间的相容性、TPI/NR共混物的力学性能,采用分子动力学(MD)法在Compass力场条件下对其进行了模拟。研究结果表明:通过比较溶度参数差值(Δδ)的大小可预测TPI与NR之间的相容性,TPI/NR属于相容体系;与纯TPI相比,TPI/NR共混物的静态力学性能及动态拉伸抗疲劳性能更加优越。     

中间相炭微球的分子动力学模拟与特性研究

对煤焦油中温沥青和煤基氢化沥青生成的中间相小球进行分子动力学模拟,计算结果显示了氢化沥青生成的中间相比煤焦油中温沥青生成的中间相具有更松散的堆砌结构,这能够很好地解释2种中间相的XRD,SEM,甲苯不溶物和MALDI-TOF的实验结果。说明在炭质中间相的计算机模拟中,可以采用统计结果作为分析对象来进行模拟计算,进而对试验结果预判和进行定性的分析。     

Molecular dynamics simulation of crosslinking process and mechanical properties of epoxy under the accelerator

To simulate the crosslinking process of epoxy resin under the accelerator action, the crosslinking system of bisphenol-A diglycidyl ether (DGEBA) as a monomer, methyl tetrahydro-phthalic anhydride (MTHPA) as a thermal curing agent and 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol (DMP-30) as a thermal curing accelerator has been studied using molecular dynamics (MD) simulation. An algorithm that can construct the high-crosslinked system with different crosslinking density is completed based on the Perl language, and the subsequent properties are simulated. The results of molecular dynamics simulation show that modulus have an increasing trend, and glass transition temperature (Tg) raises from 325 K to 480 K when crosslinking density is from 0% to 95.5%. Conversely, cohesive energy density lessens from 620 J/cm³ to 170 J/cm³, solubility and Poisson's ratio decrease, and the tensile strength firstly increases and then diminishes. The friction coefficient decreases firstly and then increases, meanwhile, the temperature suddenly adds by 20 K and the relative concentration distribution (RCD) grows by 1.58 times at the contact surface. This study predicts for the crosslinking process and micro mechanical properties in the DGEBA/MTHPA/DMP-30 system.     

凝胶网络中溶剂性质的分子动力学模拟

本文利用分子动力学(MD)方法模拟了三种不同结构的凝胶网络系统,对系统的压力、溶剂的自扩散系数以及溶剂在凝胶不同区域的密度分布等进行了考察。模拟结果表明,被吸收进入凝胶网络的溶剂的性质与纯溶剂的性质有很大的差别,但凝胶结构的不均匀性对凝胶网络中溶剂的性质几乎没有什么影响。     

纳米二氧化锆增强丁腈橡胶力学性能的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法建立了纳米二氧化锆增强丁腈橡胶（NBR）复合材料的分子模型,对比分析了外部填充、原位填充以及原位填充且经过偶联化处理三种形态的二氧化锆对NBR力学性能的增强效果,从原子层面探讨了定子橡胶力学性能的内在增强机制。结果表明,相比于纯NBR,三种形态二氧化锆的引入均显著改善了NBR的力学性能。原位填充纳米二氧化锆的表面羟基与NBR形成氢键型偶极相互作用,表面活性偶联剂双-（3-三乙氧基硅烷丙基）四硫化物的加入进一步提供了与橡胶基质之间的化学桥接,从而大大提升了NBR基质的力学性能。与纯NBR体系相比,原位填充且经过偶联化处理的二氧化锆增强NBR的力学性能表现最佳,复合体系的杨氏模量、体积模量和剪切模量均提升得最多。通过界面结合能、非键合能、均方位移和扩散系数的计算,验证了纳米二氧化锆的添加改善了定子橡胶力学性能的结论。     

离子液体[bmim][Tf2N]的分子动力学模拟

建立了离子液体1-正丁基3-甲基咪唑双（三氟甲基磺酰基）酰亚胺（[bmim][Tf₂N]）的全原子模型,并分别在五种不同的温度和五种不同的压力下对其进行了分子动力学模拟。将[bmim][Tf₂N]密度的模拟结果与实验结果进行了比较,两者吻合良好,验证了模型准确性。此外,还对[bmim][Tf₂N]内部的相互作用能随温度和压力的变化规律进行了分析,结果表明：离子液体内部的库仑能、范德华能、长程作用能均随温度的升高而增加,系统达到平衡所需时间随之变短;相对温度而言,压力对离子液体内部相互作用能的影响较小;在各种相互作用能中,范德华能随温度和压力的变化最大;温度和压力对离子液体的构型不会产生影响。     

OPEO表面活性剂在油水界面的分子动力学模拟

辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO)是常用的非离子型表面活性剂,可以显著降低油水体系的界面张力。选择醋酸乙烯酯/水体系,通过改变OPEO中氧乙烯基的数量,采用MS7.0软件中的分子动力学(MD)模拟方法,在常温常压下对油/表面活性剂/水体系的界面生成能、界面厚度等指标进行测定,结果表明,氧乙烯基数量为12时,OPEO的界面生成能较高,降低醋酸乙烯酯/水体系界面张力的能力较好。     

Molecular dynamics simulation of liquid crystal formation within semi-flexible main chain LCPs

Molecular dynamics simulations of a semi-flexible main chain LCP (liquid crystalline polymer) have been carried out using a newly developed model named solo-LJ-spring-GB model. The new model represents the molecular chain in the form of GB-spring-LJ-spring-…-LJ-spring-GB sections that simplifies the model and reduces the simulation computation by many times. The new model was evaluated by studying the phase behaviors of semi-flexible main chain LCPs through simulation. The results, such as the spontaneous phase transition from isotropic phase to nematic phase as the system temperature decreases and the odd-even effect of the number of flexible spacers on its thermodynamic properties agree well with other experimental results as well as simulations using the traditional GB/LJ model. The orientational and translational mobilities of mesogenic units in the new model have also been measured and compared with those in the traditional GB/LJ model with very little differences found.