胶体-高分子-溶剂系统的统计力学研究

建立了文题数学模型，采用计算机数值模拟计算进行求解。结果表明，溶剂的性质、体相高分子浓度，吸附能参数和高分子链长，对高分子在界面的吸附量具有重要影响；吸附高分子层厚度主要由伸展于溶剂中的tail形式链段所决定，tail形式高分子的构象对高分子吸附后体系性质有很大的影响。     

高分子环行链在界面上吸附的Monte Carlo模拟

用Monte Carlo方法模拟了高分子环形链在界面上的吸附情况,得到不同吸附层里的构象数量(最大链长为N=19)和链原子数量(最大链长为N=13).计算了均方根吸附层厚度和平均吸附层厚度,研究表明,在同一吸附层里,其构象数量和链原子数量均随链长的增加呈增大趋势;链长一定时,随着吸附层递增,所含链原子数量呈递减趋势;均方根吸附层厚度和平均吸附层厚度均随链长的增加呈增大趋势.     

二元链状分子吸附的Monte Carlo模拟

在格子模型中，采用计算机模拟方法了二元链状分子系统在固体表面的吸附行为。从微观角度获得了系统在达到平衡之前的动态吸附过程，得到了链长不等的两种键状 固体表面附近的总链节浓度与吸附构型浓度的平衡分布。研究结果表明，开始时，短链分子优先被吸附，此后逐渐被长链分子所取代；长链分子的吸附更有利于系统的稳定。     

阳离子表面活性剂在固-液界面上的吸附机制

目的将热力学数据与动力学知识及结构信息相结合,概述离子型表面活性剂在二氧化硅固-液界面上的吸附过程。方法通过阐述阳离子表面活性剂在固-液界面上的吸附热力学数据与其动力学研究结果,介绍表面活性剂在固-液界面上的吸附机制及模型建构。结果阳离子表面活性剂在固-液界面上的吸附机制主要受浓度、界面性质、吸附等温线、表面活性剂链长、表面电荷等因素的影响。结论表面活性剂在基质上形成的离散聚集体及形貌会影响其在固-液界面上的吸附形态,同时提出了可能的吸附机制。     

羟基取代双烷烃链苯磺酸盐水气界面单层膜的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法考察2-羟基-3,5-烷基苯磺酸钠表面活性剂分子在水气界面形成单层膜的过程,通过体系各组分的密度分布分析单层膜的形态,采用径向分布函数和氢键分布考察含有羟基的极性基在界面处的吸附构型,并根据转动时间相关函数对双疏水链的吸附构型进行分析。结果表明:羟基的存在减弱了极性基之间的静电排斥作用,增加了分子的饱和吸附量;两条烷烃链具有不同的界面吸附构型,烷烃链间的叠加缠绕增强了溶剂对表面活性剂分子的疏水力作用。     

固液界面高分子吸附的格点密度泛函

提出一个固液界面高分子吸附的格点密度泛函理论。该理论解释了相邻格点的相互作用以及由高分子链连接导致的长程相关性。在均相混合Helmholtz自由能和简单加权方法的基础上,构建了一个包含局域和非局域贡献的Hemholtz自由能泛函。该理论所预测的密度分布与计算机模拟结果吻合很好,与Scheutjens-Fleer理论结果相比有明显的改进。     

二元混合高分子刷溶剂响应特性的分子机制——密度泛函理论

采用加权密度近似密度泛函理论研究了二元混合接枝高分子刷在不同性质溶剂诱导下的垂直相分离情况。计算发现,对于具有一定相容性的等链长和等链节间相互作用能的二元混合接枝高分子刷,在非选择性溶剂中,不良溶剂使得高分子刷收缩,良溶剂使得高分子刷溶胀,但不会发生垂直的相分离;在选择性溶剂中,混合高分子刷可以在溶剂诱导下发生垂直相分离,亲溶剂的高分子链出现在高分子刷的表层,憎溶剂的高分子链蜷曲于高分子刷的底层,接枝高分子刷表现为亲溶剂性质;溶剂的选择性越大,两种接枝高分子链的相容性越差,越容易分层。     

共聚反应的统计分析

本文用简单的几率方法,从共聚物的链段分布出发,以同样的推导过程,得到了活性链端一个、两个、三个及四个链节对单体加成有影响时的链段分布函数、重均与数均链长、组分方程及二元组、三元组浓度的几率表示式,所用方法简单,并可直接推导出更多链节对单体加成有影响的有关表示式。文中所列各式,还可直接推广应用于讨论立体有规聚合物的微观结构,根据我们的公式,指出了Ham用几率方法讨论三链节效应的一些错误。     

水环境中共存重金属对不同固相物质吸附镉和铜的影响

 利用采集的固相物质（生物膜、 悬浮颗粒物和沉积物）模拟水环境中多种固相物质共存吸附体系, 研究共存金属对固相物质吸附镉和铜的影响.  结果表明, 各固相物质对镉的吸附均受共存金属（铜和铅）的抑制作用. 当悬浮颗粒物吸附镉时, 铜和铅的浓度增大, 对镉吸附的抑制程度增强; 当生物膜和沉积物吸附镉时, 铅浓度的增加使得铅抑制镉的吸附作用增强, 不同浓度的铜对镉吸附作用的抑制程度差别较小. 共存铅对铜吸附有抑制作用, 当铅浓度增加时, 3种固相物质吸附铜所受的抑制作用均增强, 而共存镉对铜的吸附影响较小. 即在重金属总浓度较低时, 重金属间的相互影响较小; 随着重金属总浓度的增加, 重金属间的相互影响增强. 共存金属浓度变化对悬浮颗粒物吸附铜和镉受到的抑制程度影响较大, 共存金属浓度越大, 共存金属对悬浮颗粒物吸附镉和铜的抑制作用越强.     

存在表面络合作用情况下地下水中U(Ⅵ)运移耦合模拟

由于地下水系统中,孔隙介质比表面积大,研究核素运移时应该考虑发生在固-液表面上的化学反应.表面络合理论能很好地描述固-液界面上发生的化学反应,解释固-液界面吸附作用.本文研究了存在表面络合吸附作用情况下地下水中核素U(Ⅵ)的运移情况,并以我国南方某尾矿库为例成功实现了对浅层地下水中核素U(Ⅵ)运移的数值模拟.研究表明,在模拟固-液比相对较大的地下水系统中溶质运移规律时,考虑表面络合作用是必要的;在该研究区内表面络合吸附作用与pH值呈非线性关系,当pH为6~7时,孔隙介质表面对U(Ⅵ)吸附量较大,且pH为6时地下水中U(Ⅵ)浓度达到最低.     

聚合物在多孔介质中的分布和存在状态

从宏观上考察聚合物在地层的分布,微观上测定表征存在状态的各个参数,采用三管并联岩心和平板模型实验研究聚合物分布规律,通过物理模拟实验测定表征聚合物存在状态的参数,同时测定不同聚合物质量浓度下的静态吸附量和动态滞留量,采用双段塞法测定不可及孔隙体积及动态滞留量等参数,并改进实验数据的处理过程.结果表明:聚合物在纵向上主要进入高渗透层,平面上主要分布在主流线区域,两翼部分质量浓度较低;静态吸附量远大于动态滞留量,并且其比值随着聚合物质量浓度的变化而变化.     

聚合物驱油藏浓度分布与变化

利用以前的成果研究了注聚合物油藏的聚合物浓度变化 ,建立了考虑聚合物的浓度扩散和对流以及吸附因素影响的地层注聚合物的不稳定流动模型 ,简化模型以使其更接近油藏实际流体流动情况。并且对于非线性吸附采用组合变量和解析迭代方法进行求解。过程中 ,对于非线性吸附和线性吸附 ,绘出浓度曲线 ,确定聚合物浓度随时间和离井简距离的分布和变化 ,以此用于计算地层中的阻力系数和压力分布 ,另外计算的聚合物驱前沿对于聚合物注入以及预见生产井的驱油见效时间也有重要意义     

MW-DLA:a dynamic bit width deep learning accelerator

Deep learning algorithms are the basis of many artificial intelligence applications. Those algorithms are both computationally intensive and memory intensive, making them difficult to deploy on embedded systems. Thus various deep learning accelerators(DLAs) are proposed and applied to achieve better performance and lower power consumption. However, most deep learning accelerators are unable to support multiple data formats. This research proposes the MW-DLA, a deep learning accelerator supporting dynamic configurable data-width. This work analyzes the data distribution of different data types in different layers and trains a typical network with per-layer representation. As a result, the proposed MW-DLA achieves 2 X performance and more than 50% memory requirement for AlexNet with less than 5.77% area overhead.     

磁性多层膜的磁滞回线和磁阻曲线的唯像理论研究

基于相干转动的局域能量极小模型和经典的热激活模型研究了包含二次、双二次耦合的磁性多层膜的磁化过程。计算结果表明双二次耦合和磁层的层数对多层膜的磁相图、磁滞回线、磁阻曲线都有重要的影响。在有限温度下，热激活使得磁性多层膜的磁状态间发生跳跃而达到动态平衡。当引入了具有高斯分布的微磁畴元后，计算了系统的磁状态，得到了不同温度下的磁滞回线和磁阻曲线。计算结果较好地解释了形态各异的磁滞回线和磁阻曲线。     

非饱和分层土壤中污染物迁移转化规律研究

分析了污染物在分层土壤中随下渗水体向下迁移的机理过程,借助于数值计算模型模拟计算非饱和分层土壤中污染物迁移转化特性,研究了不同土壤层及土壤层的排序对污染物迁移转化的影响状况。     

Subcellular localization of several heavy metals of Hg, Cd and Pb in human liver

Liver, as an important metabolic and detoxicological organ of human body, can be used as a good bioindicator for evaluating body burden of environmental pollutants. Its elemental contents and their chemical forms are closely related to the status of human health and disease. In this paper, the liver samples collected from normal subjects were separated to different subcellular fractions of nuclei, mitochondria, lysosome, microsome and cytosol by differential centrifugation. Then their concentrations of heavy metals of As, Pb, Cd, and Hg were determined by atomic absorption and atomic fluorescent spectroscopy. Our results show no significant difference with literature ones when comparing their gross concentrations. In the case of their subcellular distribution, the Hg concentrations are higher in mitochondrial, microsomal and cytosolic fractions; the Cd concentrations are higher in cytosolic and mitochondrial fractions, while As highest in nuclear fraction. The highest concentration of Pb is found in microsomal fraction with similarity to Fe. Mercury in liver is mainly in the form of inorganic, and methylmercury ranged from 9% to 50% with the average value of 20.9% 13.3%. These results indicate that the cellular distribution and the accumulated target organelles are quite different among these heavy metals, which suggest their various pathways and toxic mechanism in vivo.     

Periodic continuum solvation model integrated with first-principles calculations for solid surfaces

The structural and reactivity properties of the solute in aqueous solution are vital in chemistry and condensed matter physics. In order to understand the detailed adsorption structures and reaction processes on the solid surfaces or liquid/solid interfaces, the solvation effect should be considered in the realistic first-principle calculation. In this work, a periodic continuum solvation model (PCSM) was implemented into a mixed Gaussian and plane-wave density functional theory (DFT) program, CP2K/Quickstep. The reliability of such approach is carefully examined for several typical systems. The results exhibit that the current application can give the accurate solvation energy and reaction pathway for the clusters compared with the available theoretical and experimental ones. We further extend the application to water adsorption on the periodic slab systems, such as metal and semiconductor surface systems. The results reveal that both the adsorption structures and reaction processes are significantly affected by the solvation effect.     

多分散系统不同粒径颗粒碰撞的多重八叉树搜索算法

利用线性八叉树的拓扑结构对八叉树大小邻居搜索算法进行改进,在Ⅴ氏八叉树颗粒搜索算法的基础上提出了一种快速预判大小颗粒碰撞的多重八叉树搜索算法．新算法对各种粒径分布的颗粒系统均有较好的适应性,且受颗粒形状和堆积密度的影响较小．对一个包含大中小3种粒径的颗粒系统进行计算,并与Ⅴ氏八叉树颗粒搜索算法结果进行比较,发现多重八叉树搜索算法在运行时间上有非常强的优势．     

不同润湿性修饰石英吸附甲烷的模拟研究

润湿性是油气藏储层岩石的重要基础参数之一，其特征直接影响流体在岩石孔道内的微观分布和宏观分布特征。从微观层面认识页岩气与矿物的相互作用是深入理解页岩气赋存状态的基础。采用分子模拟研究了甲烷在不同石英模型中的吸附行为，考察了不同晶面、亲水与亲油官能团修饰模型对甲烷吸附的影响。研究结论表明，不同晶面模型中，（100）面的吸附量大于其他晶面的吸附量；甲烷在亲油修饰模型中的吸附量大于亲水修饰模型的吸附量；两种修饰模型吸附量均随着压力增加而增加，随温度的升高而减小，且温度对吸附量的影响小于孔径的影响；相同条件下，润湿性修饰模型的吸附量远大于无润湿性修饰模型的吸附量；1 nm修饰模型中甲烷只在壁面处形成吸附层，而2 nm修饰模型中形成多个吸附层。