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。     

大豆7S与11S球蛋白尿素变性后的粘接性质研究

随着人们对环境保护意识的增加和地球有限资源的缺乏,大豆蛋白在胶粘剂工业中的应用也越来越显示出强大的吸引力,鉴于前人的研究成果,文章研究了大豆7S和11S球蛋白经过尿素变性后在松木、樱桃木和胡桃木上的粘接强度和湿润能力。结果表明在不同的木块上不同胶粘剂有不同的粘接强度和湿润性能。7S大豆蛋白尿素变性后在硬木上有较好的湿润性。1M尿素变性赋予11S蛋白的粘接强度最高,3M尿素变性后,7S蛋白在硬木上的粘接强度大于11S蛋白。蛋白质的二级结构测量表明β-折叠对于3 M尿素变性后的大豆蛋白在硬木上的粘接强度起着重要作用,而无规则卷曲是降低1 M尿素变性7S大豆蛋白粘接强度的主要因素。     

MTG酶诱导大豆11S球蛋白透明冷致水凝胶的制备

水凝胶的制备逐步朝向安全无毒、高生物相容性的方向发展。本工作着重探究一种大豆球蛋白透明冷致水凝胶的制备方法。首先利用葡聚糖硫酸盐（dextran sulphate, DS）与大豆11S球蛋白（glycinin, 11S）在加热过程中形成多阴离子复合物,继而采用微生物转谷氨酰胺酶（microbial transglutaminase, MTG酶）在pH 7.0、一定离子强度条件下,通过分子间ε-（γ-谷氨酰胺基）赖氨酸共价键交联,制备了透明冷致水凝胶,并对其流变学、质构特性、持水性及微结构进行研究。结果表明：葡聚糖硫酸盐（DS）的添加赋予大豆11S球蛋白溶液较高的荷电量,在中性条件下,MTG酶具有交联此高荷电多阴离子复合物的能力,从而在较低温度下形成透明冷致水凝胶。通过控制相似文献   

用分子动力学模拟研究丁二烯微观结构对丁腈橡胶物理机械性能的影响

采用分子动力学模拟的方法对基于3种不同丁二烯键合结构建立的丁腈橡胶模型(A、B、C模型)进行了模拟计算,以考察丁二烯微观结构对丁腈橡胶物理机械性能的影响.采用恒定应变法计算模型的物理机械性能,然后将模型与铁原子层结合建立摩擦副模型,利用剪切模拟分析丁腈橡胶摩擦过程的磨损机理.结果表明,与A模型和C模型相比,B模型分子链...     

热处理对木质纤维素Iβ结构及其力学性能影响的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法对木材主要成分纤维素I_β在热处理环境下的结构和力学性能进行研究,建立了用于模拟的3×3×3纤维素超胞模型,得到350~550 K的体积、密度及氢键变化图,分析了纤维素微观结构的变化并计算了其力学性能。结果表明：升温过程中晶胞体积逐渐增大,由350 K的11.99 nm³增加至550 K的12.26 nm³,模型密度为1.581~1.617 g/cm³,与实验结果一致。氢键数量总数减小了24%,分子链内氢键部分断裂而形成了新的链间氢键,链内氢键与链间氢键的比值由2.1：1变成1：1.5,进而影响了其力学性能。随着温度的升高,杨氏模量逐渐降低,变化率约为13%。相比于杨氏模量,剪切模量和体积模量受温度影响较小,没有明显的变化趋势。     

湿度对水化硅酸钙力学性能影响的分子动力学模拟

水化硅酸钙(C-S-H)是水泥水化产物中最重要的组成成分,是水泥基材料的主要胶凝相。C-S-H层间水对其纳米结构和力学性能会产生显著影响。利用分子动力学研究了不同湿度C-S-H在结构和力学性能方面的差异。通过原子径向分布函数和浓度分布、弹性常数以及应力应变关系分析了湿度对C-S-H结构和弹性性质以及拉伸、压缩、剪切力学性能和变形性能的影响。结果表明:湿度增加会导致C-S-H中Si、Ca原子近程范围内的O原子集聚增多,还会导致C-S-H层间距离增大,分层更加明显,同时会降低C-S-H的弹性性质;湿度的增加会降低C-S-H拉伸、压缩、剪切力学性能和变形性能;湿度对抗拉与抗剪强度影响较大,对抗压强度影响较小,对拉伸时的变形性能影响最大,对压缩时的变形性能影响最小。     

分子动力学模拟高压静电场对碳酸钙结晶的影响

用分子动力学模拟的方法,研究了不同高压静电场对碳酸钙水溶液中水分子、Ca2+和CO32-的扩散系数及不同离子间径向分布函数的影响。结果表明,高压电场能显著增大水分子、Ca2+和CO32-的扩散系数,使三者增长最大的场强分别为1400、1100和1600 V/m。在高压静电场的影响下,晶面上的Ca2+与水分子中的氧原子间有离子键形成。高压电场使溶液中的Ca2+和CO32-间的距离有所增加,能减少两者生成碳酸钙微晶的几率。     

冰水界面动态结构的分子动力学模拟研究

为了探究结冰过程冰水界面结构的动态复杂性,利用分子动力学模拟方法构建微观的冰水两相共存模型,研究了冰水两相界面结构随温度和晶面的变化规律。结果表明,当冰水两相达到平衡时,冰水界面结构中存在无序水分子和有序冰晶结构的可逆动态转变,造成了界面结构的不均匀性。在改变环境温度和晶面类型时,冰水界面结构表现出不同的分布规律。在相同的温度下,一次棱柱面和二次棱柱面的界面层厚度比基面的略薄,而棱柱面水分子排列的有序性强,且存在分子间氢键的三维网络重组。当过冷度较大时,界面结构趋于六元环排列的有序状态,界面内无序水分子增多,同时水分子在界面层内的停留时间增长。从分子尺度上阐明了冰水体系界面结构的变化规律,对理解结冰过程和发展控冰技术具有一定的指导意义。     

分子动力学模拟在煤结构及相关研究中的应用

随着计算机技术的深入发展和不同类型分子动力学模拟软件的开发运用,更多的煤科学科研人员从事煤大分子的动力学模拟计算领域研究,从煤的结构特征、孔径分布特性、热力学特性和基于孔径分布的吸附特性等方面,深入研究煤炭这一聚集体系所表现出的深层信息,理解其所能表现出的动力学行为特征,从而有效解决了实验室中无法解决的一些问题,为煤炭的高效综合利用提供了更多的基础理论支持。笔者综述了分子动力学模拟技术在煤大分子结构、煤炭吸附性质、油页岩干酪根分子结构及分子识别等方面的研究进展,简要介绍了相关的研究成果,指出利用计算机技术研究煤结构及其功能机制存在的不足,认为这种不足往往不是计算技术如分子动力学模拟本身的问题,而是复杂煤结构解析不到位的问题。若结合萃取反萃取之煤全组分分离方法以及由此建立的煤嵌布结构模型新理论,并通过分子动力学模拟技术深入研究煤族组分分子结构细节、热变化行为和性质演变等,不仅能验证相关理论的正确性,完成试验技术所不能完成的工作,而且有可能进一步推进煤结构和煤反应性机理的研究。     

分子动力学模拟基本原理及研究进展

阐述了分子动力学模拟的基本原理,介绍了分子动力学的牛顿运动方程、相关有限差分算法、边界条件的选取以及热力学性质的计算.最后还指出了分子动力学模拟方法进一步研究方向.     

静电作用力算法对分子动力学模拟结果的影响分析

蛋白质分子和界面之间的作用在药物输送以及生物分离等领域至关重要。利用分子动力学模拟考察蛋白质分子在界面附近的行为是最近10年研究的热点。在早期的工作中,Wang等发现同电荷离子交换介质可用于辅助蛋白质复性,但其机理不甚明确。在利用分子动力学模拟研究其分子机理时发现,不同静电作用力参数对模拟结果有直接的影响。因此,通过全原子分子动力学模拟考察不同静电参数条件对模拟结果的影响,展示此过程的构象和能量变化,分析了造成结果差异的原因。研究结果揭示了不同静电参数对模拟结果的影响,为进一步研究蛋白质在界面表面的行为奠定了一定的理论基础。     

离子液体中胰岛素结构稳定性的分子动力学模拟

离子液体作为一种新型绿色溶剂,由于其独特的物理化学性质,被广泛应用于蛋白质的稳定性研究。选用热敏性蛋白药物胰岛素作为研究对象,采用分子动力学模拟方法,从分子层面上研究不同种类的离子液体对胰岛素结构的稳定效果。结果表明,与纯水体系相比,在常温下离子液体能够有效地稳定胰岛素的分子结构,且体系中阴离子的氢键碱性越弱,阳离子的烷基链越短,对胰岛素分子结构的稳定作用越强。并深入分析不同烷基链长度的二氰胺类离子液体与胰岛素之间的相互作用,发现相较于长烷基链离子液体,短烷基链离子液体与胰岛素之间的相互作用更强,揭示了后者能更好地维持和稳定胰岛蛋白的分子结构。     

离子液体中胰岛素结构稳定性的分子动力学模拟

离子液体作为一种新型绿色溶剂,由于其独特的物理化学性质,被广泛应用于蛋白质的稳定性研究。选用热敏性蛋白药物胰岛素作为研究对象,采用分子动力学模拟方法,从分子层面上研究不同种类的离子液体对胰岛素结构的稳定效果。结果表明,与纯水体系相比,在常温下离子液体能够有效地稳定胰岛素的分子结构,且体系中阴离子的氢键碱性越弱,阳离子的烷基链越短,对胰岛素分子结构的稳定作用越强。并深入分析不同烷基链长度的二氰胺类离子液体与胰岛素之间的相互作用,发现相较于长烷基链离子液体,短烷基链离子液体与胰岛素之间的相互作用更强,揭示了后者能更好地维持和稳定胰岛蛋白的分子结构。     

纳米结构表面液体沸腾传热的分子动力学模拟

为了从纳米尺度了解表面结构和润湿性对池沸腾液体与固体壁面的传热性能,本文采用分子动力学方法研究了超亲水至超疏水不同润湿性的液体氩在光滑表面和含凹、凸半球纳米结构表面的沸腾传热过程,分析了三种表面上液氩在受热过程的形态、温度、热流密度等相关参数的变化情况。结果表明,液氩层沸腾过程大致可分为液氩层吸附于固体表面和液氩层从壁面脱离两个加热阶段,当液氩层吸附于固体表面时,温度升高、热流密度及气态氩原子产生速度均大于液氩层脱离壁面时的情况,在这两个阶段亲水表面上氩原子温度变化有明显的拐点,而疏水表面在两个阶段加热过程相差不大。亲水表面上的微结构能吸附更多液氩原子,促进了气泡产生及加速温度、热流密度的变化,而在疏水及超疏水微结构表面,微纳结构与液氩间的气膜层促进了气泡产生,计算结果为池沸腾传热及微结构选择提供了理论依据。     

H型气体水合物结构稳定性的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法首次对H型气体水合物的晶体结构及稳定性进行了研究,得到H型气体水合物中各分子（原子）作用点之间的径向分布函数．在此基础上,通过计算水合物晶格上水分子的平动均方置换、取向均方置换以及取向自关联函数,考察了温度和客体分子对H型气体水合物结构稳定性的影响．结果表明：在水合物生成条件下,水合物晶体结构的稳定性依赖于晶体胞腔空穴中的客体分子;而对温度的变化则不太敏感．     

含噁唑结构固化剂的分子动力学模拟研究

首先利用分子模拟技术建立了缩水甘油醚双酚A环氧树脂/二胺基苯并噁唑(E/ABO)固化环氧树脂体系的简单分子模型,并利用这些模型在计算机上对树脂体系的玻璃化转变温度进行研究,同时利用实验进行验证.结果表明,利用分子模拟技术可以很好地预测环氧树脂固化体系的玻璃化转变温度;同时新开发的E/ABO环氧树脂固化体系的玻璃化转变温...     

聚合物相互作用及力学性能的分子动力学模拟

通过对聚合物进行分子动力学模拟,分析其结合能、非键能、均方位移、力学性能以及扩散系数     

分子动力学模拟研究混合碱土金属对无碱硼铝硅酸盐玻璃结构和性能的影响

使用LAMMPS软件,采用Buckingham势函数,通过分析偏径向分布函数、键角分布函数、配位数、氧种类和弹性模量,模拟研究混合碱土金属对无碱硼铝硅酸盐玻璃的微观结构和力学性质的影响.研究发现:O-Si和O-Al的配位数主要为四配位,O-Al存在少量的高配位;O-B配位数主要为三配位,存在少量的四配位.随着Ca/Mg比的降低,O-B三配位含量增加,四配位含量降低;O-Al五配位含量先降低后增加,四配位含量先增加后降低;桥氧含量降低,非桥氧含量增加;弹性模量和剪切模量呈现先降低后增加的趋势.     

用分子动力学模拟研究碳纳米管对顺丁橡胶摩擦性能的影响

采用分子动力学模拟方法研究碳纳米管（CNTs）对顺丁橡胶（BR）摩擦性能的影响。模拟结果表明,与纯BR相比,CNTs/BR复合材料的橡胶分子间作用力和橡胶分子运动空间更小,橡胶分子更加稳定,玻璃化温度和刚性更高,摩擦界面温度和摩擦界面橡胶分子运动速度更低,摩擦因数较小,耐磨性能提高。