分子模拟在聚合物膜研究中的应用

简要回顾了近15年来分子模拟在各种聚合物膜研究中的应用,分析了它为宏观实验现象提供的新解释以及给聚合物膜的改性和设计研究工作带来的新思路,同时也对当前计算条件下模拟中存在的问题进行了探讨。     

分子模拟技术在脂肪酶性质及催化机理研究中的应用进展

脂肪酶是一种重要的生物催化剂,其来源广泛,可在水相甚至非水介质中催化多种反应,并表现出很高的立体选择性和催化活性。有关脂肪酶的应用和基础研究备受重视,特别是脂肪酶催化机理和结构功能关系成为近年来研究热点,基于现代计算机技术的分子模拟计算在相关研究中扮演着越来越重要的角色。本文综述了计算机辅助分子模拟技术应用于脂肪酶性质及催化机理研究领域的3个发展阶段：早期的分子动力学模拟主要用于脂肪酶构象变化的研究;随后出现的柔性分子对接技术则可研究和预测脂肪酶的对映体选择性及简单的催化机理;近年来发展的运算时间更长的分子动力学和量子力学/分子力学（QM/MM）方法则可全面研究脂肪酶的酶学性质及催化机理。通过对上述技术发展的回顾与对比分析可以预见,分子模拟手段将在酶的性质及酶催化机理研究领域发挥更为重要的作用,并且多种模拟技术的综合应用和从头计算分子模拟技术的日益成熟,将为人们更加深入地认识蛋白质构效关系发挥不可替代的作用。     

分子模拟在纳米材料改性聚合物中的应用

介绍了近年来国内外分子模拟研究纳米改性聚合物材料的部分工作,主要包括纳米材料的结构模拟,力学性能的模拟,改性剂相互作用的模拟以及聚合物基纳米复合材料界面作用的模拟。     

并行计算在分子模拟中的应用

简要介绍了并行计算机的发展背景,结合网络中心搭建的Linux cluster并行机说明了此类并行机的基本架 构。对三款常用的并行分子模拟软件进行了评述,比较了不同架构并行机的运行效率。对其中一款软件在此并行 机上进行了实测,并对并行机和分子模拟软件的发展进行了合理的预测。     

分子模拟在SBS改性沥青中的应用

利用分子模拟技术对SBS改性剂与沥青之间的相溶机理进行了研究.选用一种有代表性的基质沥青构建了其三维无定形单元平均结构, 然后采用分子力学(MM) 和分子动力学(MD) 方法在不同温度下进行模拟,得到能量最低也即最稳定的构象.经过对分子运动轨迹数据的分析,计算出不同温度下的无定形模型的内聚能密度（CED）,进而计算出溶解度参数.研究发现,从模拟数据来看：在110 ℃低温共熔态,线形SBS在沥青中的溶解性很差,然而在加了少量的硫以后,情况大为改善;而星形SBS在沥青中的溶解性较好,加入少量硫以后效果不明显.在150 ℃高温共熔态,线形和星形SBS与沥青均能很好地互溶,此结论验证了实验结果,同时数据也很接近.     

分子模拟技术在气体膜分离研究中的应用

回顾了分子模拟技术在气体膜分离领域的应用，介绍了各种模拟方法的特点，阐述了具体的应用范围、存在的问题及发展趋势。表明分子模拟在定性分析气体与膜材料的亲和性、预测渗透系数和分离因子方面有一定价值，但离定量预测和分析还有一定距离，非平衡分子动力学是适用于气体膜分离研究的方法，其研究还处于初期阶段。     

超分子聚合物及其在涂层材料中的应用

基于非共价相互作用形成的超分子聚合物具有许多特殊的性能,它主要包括配位聚合物、π-π堆积聚合物和氢键结合聚合物3类.具有脲基嘧啶酮(Upy)四重氢键识别基元的超支化聚合物显示了优良的涂层性能,并且随着温度升高,熔体黏度迅速降低,这类聚合物适合用作热熔型涂层材料.     

分子模拟方法在环氧树脂研究中的应用

分子模拟方法是一种新型的科学研究的方法,而环氧树脂材料是一类重要的高分子材料。近年来,分子模拟方法被应用于环氧树脂及其固化剂的分子设计中并且引起了极大的关注。笔者根据相关文献从研究的主要问题和方法对分子模拟法在环氧树脂中的应用作一综述。     

分子印迹聚合物在分离分析化学中的应用进展

分子印迹聚合物是一种具有固定空穴大小和形状及有确定排列功能团的交联高聚物,具有专一识别性、亲和性、稳定性好、使用寿命长等优势,备受人们的青睐。综述了分子印迹聚合物的制备以及在色谱分离、固相萃取、膜分离、毛细管电泳、传感器等领域的应用,最后指出了该技术存在的问题及其发展前景。     

分子印迹聚合物在高效液相色谱柱中的应用

综述了分子印迹聚合物的制备原理、制备方法,介绍了分子印迹聚合物作为高效液相色谱固定相在分子印迹整体色谱柱、分子印迹填充色谱柱中的应用现状及存在的问题。     

高分子构象模拟研究中的Monte Carlo方法

介绍了Monte Carlo方法及其特点,进而分析了Monte Carlo用于高分子模拟的优势,并描述了两类模拟模型。论文重点综述了近年来Monte Carlo方法在高分子构象模拟中的一些研究与应用,并展望了Monte Carlo方法在高分子构象模拟中的发展趋势和前景。     

蒙皂石层间结构与性质关系的分子模拟研究进展

综述了计算机模拟中的分子力学、Monte Carlo和分子动力学模拟方法及其在蒙皂石层间结构中的应用进展,涉及粘土-水-离子体系的位能函数、粘土的水化和层间结构、热力学性质、物理机械性质和柱撑蒙脱石等各个方面.指出分子模拟对蒙皂石层间分子行为的基础研究将发挥重要作用.     

分子模拟技术在高岭石研究中的应用进展

高岭石是长石和其他硅酸盐矿物天然蚀变的产物,是一种不含水的铝硅酸盐矿物,其层状晶体结构使之具有优异的物理化学性能,从而得到广泛的应用。分子模拟技术是一种能在微观层面研究物质性质的科学方法,在材料科学研究中具有重要的作用。本文综述了分子模拟技术的基本原理和近年来该技术在高岭石开发应用中的研究进展,主要包含高岭石的理化性质、高岭石的掺杂改性对理化性质的影响、高岭石对离子/分子的吸附性能规律以及高岭石在矿产开发领域中的一些应用实例。根据高岭石的性质特点和实际需要,探讨了高岭石的吸附特性规律,高岭石的改性开发对吸附特性的影响以及理论指导在开发矿产资源方面的应用。     

Molecular recognition effects in atomistic models of imprinted polymers

In this article we present a model for molecularly imprinted polymers, which considers both complexation processes in the pre-polymerization mixture and adsorption in the imprinted structures within a single consistent framework. As a case study we investigate MAA/EGDMA polymers imprinted with pyrazine and pyrimidine. A polymer imprinted with pyrazine shows substantial selectivity towards pyrazine over pyrimidine, thus exhibiting molecular recognition, whereas the pyrimidine imprinted structure shows no preferential adsorption of the template. Binding sites responsible for the molecular recognition of pyrazine involve one MAA molecule and one EGDMA molecule, forming associations with the two functional groups of the pyrazine molecule. Presence of these specific sites in the pyrazine imprinted system and lack of the analogous sites in the pyrimidine imprinted system is directly linked to the complexation processes in the pre-polymerization solution. These processes are quite different for pyrazine and pyrimidine as a result of both enthalpic and entropic effects.     

高分子在固体表面吸附的分子模拟

综述了分子模拟研究高分子在固体表面吸附的应用,简单介绍了分子模拟的基本原理及其常用的几种方法,并分别介绍了分子模拟在研究高分子吸附构象以及吸附动力学方面的应用。     

分子模拟二氧化碳在狭缝炭微孔中的吸附

Both the grand canonical Monte Carlo and molecular dynamics simulation methods are used to investigate the adsorption and diffusion of carbon dioxide confined in a 1.86 nm slit carbon pore at 4 temperatures from subcritical (120 K) to supercritical (313 K) conditions. Layering transition, capillary condensation and adsorption hysteresis are found at 120 K. The microstructure of carbon dioxide fluid in the slit carbon pore is analyzed. The diffusion coefficients of carbon dioxide parallel to the slit wall are significantly larger than those normal to the slit wall.     

六硝基六氮杂异伍兹烷转晶中的分子动力学模拟

利用六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW）晶体生长及添加剂附着晶面的模拟，来优选添加剂使转晶得到的ε型HNIW晶体形状更规则；构立了￡型HNIW晶胞模型，采用分子动力学方法模拟了晶体生长的外部形态。应用分子动力学计算，筛选到能修改ε-HNIW晶体生长外形的T1、T2和T3添加剂。在转晶实验中利用T1、T2和T3添加剂修改了ε-HNIW晶体的外形，与分子动力学模拟结果基本一致。结果表明，分子动力学模拟可预示添加剂对ε-HNIW晶体生长的影响。借助这种模拟，易选择添加剂，使ε-HNIW晶体具有更规则的形貌。     

分子模拟与化学工程

从分子水平来研究化工过程及产品的开发和设计是21世纪化学工程的一个重要方向.综述了计算机分子模拟中的MonteCarlo分子模拟和分子动力学模拟两种方法及其在化工中的应用,涉及分子模拟在建立状态方程和研究分子微观结构、相界面、扩散性质等方面的应用进展.指出分子模拟对化学工程的基础研究、工艺过程以及新产品开发将发挥巨大作用.     

分子模拟技术在分子筛的吸附扩散研究中的应用

二分子模拟是近年发展起来的一门新兴计算化学技术.简要介绍了分子模拟技术的基本原理及其优点和缺点,重点阐述了分子模拟中的Monte Carlo分子模拟和分子动力学模拟两种方法及其在分子筛的吸附扩散研究中的应用.同时介绍了这两种组合方法的应用,最后展望了分子模拟技术的发展方向.