检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：房晋阳扬州大学

学位级别：硕士

硼酸被认为是第二类有毒物质,对植物和人体都有着不同程度的伤害。硼酸会导致植物叶片枯黄,生长受阻,甚至死亡。人类长期接触或摄入硼酸可能导致中毒,产生恶心呕吐、腹泻、头痛等症状。地球海水资源丰富,但海水中存在着微量硼酸。海水... 详细信息

硼酸被认为是第二类有毒物质,对植物和人体都有着不同程度的伤害。硼酸会导致植物叶片枯黄,生长受阻,甚至死亡。人类长期接触或摄入硼酸可能导致中毒,产生恶心呕吐、腹泻、头痛等症状。地球海水资源丰富,但海水中存在着微量硼酸。海水中的硼通常以硼酸(B（OH）3)的形式存在,对人们的生产生活产生着直接的影响。在海水淡化厂中首先要将硼酸分子转化为离子态,能耗高、成本高。因此,直接去除B（OH）3对于工业去除硼酸技术的提升具有重要意义,但目前仍是一个巨大的挑战。最近的一项工作[Desalination,533（2022）115755]为利用具有亲水性质的二维纳米材料制造高效脱硼装置提供了强有力的理论指导。然而,探索其他二维多孔膜对于硼酸去除的研究有限。我们构建了六个具有不同面积的石墨烯冠纳米孔（依据面积从大到小命名为pore-1到pore-6）,利用分子动力学（MD）模拟嵌入亲水冠纳米孔的单层石墨烯纳米片对于硼酸的去除效果。研究结果表明,所使用的冠纳米孔表现出高透水性,同时具有出色的B（OH）3截留率（大部分超过90%）。仅有pore-6纳米孔硼酸截留率相对较弱,但也达到了80%以上。通过冠纳米孔隙的水渗透率达到最高值6.01 L cm-2 day-1 MPa-1,表现出良好的透水性能。值得注意的是,每个孔隙的透水率被评估为2.15-20.1×1013#MPa-1day-1 pore-1,与之前二维纳米孔的最佳性能报告相比,具有1-2数量级的改进。自由能计算表明,与B（OH）3相比,水分子在能量上更有利于通过冠纳米孔。我们的研究结果表明,嵌入亲水冠纳米孔的单层石墨烯不仅可以有效去除B（OH）3,而且可以允许水分子快速通过冠纳米孔,这是硼酸去除技术的理想选择。

关键词：硼酸去除冠纳米孔高透水性高硼酸截留率分子动力学模拟

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石墨烯和陶瓷复合材料力学性能的多尺度模拟

石墨烯和陶瓷复合材料力学性能的多尺度模拟

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作者：王成聃东南大学

学位级别：硕士

以碳化硅为代表的先进陶瓷材料凭借高杨氏模量和高抗压强度等良好的力学特性,使其无论在传统工业领域还是新兴微电子领域都具有广阔的应用前景,但与此同时,碳化硅这类硬脆性材料,常因内部或者表面微裂纹,发生毫无征兆的突然破坏,对结构... 详细信息

以碳化硅为代表的先进陶瓷材料凭借高杨氏模量和高抗压强度等良好的力学特性,使其无论在传统工业领域还是新兴微电子领域都具有广阔的应用前景,但与此同时,碳化硅这类硬脆性材料,常因内部或者表面微裂纹,发生毫无征兆的突然破坏,对结构缺陷极其敏感的特点限制了其进一步的应用。另一方面石墨烯正以优秀的力学性能和超大的比表面积展现了作为增强相,可以显著增强脆性基体力学性能的巨大潜力。本文以石墨烯增强碳化硅复合材料为研究对象,结合微观尺度的分子动力学模拟和宏观尺度的有限元仿真,系统研究石墨烯对碳化硅陶瓷基体力学性能的增强效果和调控效应。论文主要工作和研究成果包括以下几个主要方面。首先,采用基于内聚力模型的多尺度分析方法,研究了碳化硅陶瓷材料中的裂纹扩展过程。分别运用分子动力学方法模拟了含裂纹的碳化硅晶体在拉伸和剪切载荷作用下的裂纹扩展过程,分析了微观尺度下碳化硅晶体裂纹的扩展机理,提取了描述裂纹扩展行为的牵引力与位移曲线,并转换成为内聚力参量,输入有限元仿真模型,完成了宏观尺度下碳化硅陶瓷晶体的三点弯曲仿真,从而建立了碳化硅陶瓷的微观结构与宏观力学性能之间的联系,揭示了碳化硅陶瓷脆性破坏的机理。其次,考虑到碳化硅陶瓷的脆性破坏机理,采用分子动力学方法模拟了石墨烯增强碳化硅复合材料的单轴拉伸力学性能。通过改变界面接触类型、石墨烯层数、石墨烯分布形式、温度效应和预制裂纹尺寸等参数,分析了这些因素对复合材料单轴拉伸力学性能的影响。通过对比发现,石墨烯对碳化硅陶瓷基体的增强效果不仅取决于石墨烯的体积分数,也与界面接触类型密切有关,还对石墨烯分布形式具有依赖性。对于体积分数相同的石墨烯增强复合材料,均匀分散布置的增强效果明显优于密集堆垛分布。另外,还探究了石墨烯的引入对碳化硅基体裂纹扩展的影响,模拟结果表明,石墨烯通过阻止裂纹贯穿方式有效提高了复合材料的塑性变形能力。最后,运用分子动力学方法模拟了石墨烯增强陶瓷复合材料梁的三点弯曲力学性能。与纯碳化硅梁的弯曲破坏性能相比,石墨烯和碳化硅基体的协同作用能够显著提高复合材料的弯曲力学性能,通过改变复合材料中石墨烯的嵌入位置,发现石墨烯增强相承载能力的发挥程度和对碳化硅裂纹尖端应力集中的削减能力是关键因素,对复合材料的弯曲力学性能具有决定性影响。此外,还分析了石墨烯增强复合材料纳米梁的弯曲力学性能对跨高比的依赖关系,随着跨高比的增加,梁的表面效应逐渐减弱。本文研究成果拓展了石墨烯增强纳米陶瓷复合材料力学性能的研究领域,主要表现在两个方面。第一,尝试了多尺度模拟与分析,论文基于内聚力模型成功地将分子动力学模拟和有限元仿真结合起来,顺利实现了对碳化硅陶瓷基体脆性破坏机理的研究。第二,在原子尺度详细分析了石墨烯的引入对碳化硅陶瓷基体力学性能的影响,全面研究了此类新型复合材料在不同力学载荷作用下的响应和变形机理,从而为石墨烯增强复合材料力学性能的优化提供了一定的理论指导。

关键词：石墨烯增强效应碳化硅复合材料内聚力模型分子动力学模拟有限元仿真

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拉伸诱导聚合物聚集态结构演变的分子模拟研究

拉伸诱导聚合物聚集态结构演变的分子模拟研究

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作者：杨俊江苏大学

学位级别：硕士

高分子材料在许多领域逐渐取代其他材料,比如金属材料。然而其主要弱点是机械强度相对较低,因此必须提高高分子材料的力学性能。对于半结晶聚合物材料来说其物理性能主要由其晶体的结构和形貌决定。在这种情况下,实现聚合物晶体结构和... 详细信息

高分子材料在许多领域逐渐取代其他材料,比如金属材料。然而其主要弱点是机械强度相对较低,因此必须提高高分子材料的力学性能。对于半结晶聚合物材料来说其物理性能主要由其晶体的结构和形貌决定。在这种情况下,实现聚合物晶体结构和形貌的调控对于其物理性能的控制变得非常重要。分子链特殊的环形拓扑结构,聚合物熔体不同的分子链长度以及碳纳米管(CNT)填料的添加都会对晶体的最终形貌造成影响,尤其是在流动场的作用下,诸多因素的共同作用使体系内的结晶表现更加复杂。为揭示以上结晶行为的微观机制,本文通过分子动力学(Molecular Dynamics)模拟方法从微观角度研究了不同聚合物体系在拉伸过程中聚集态结构的演变过程,具体如下:1.拉伸诱导环形聚乙烯(PE)结晶行为的Molecular Dynamics模拟研究。本章中建立了五组不同链长的环形PE体系,并在350 K下进行单轴拉伸。此外选择链长为C200个联合原子长度的体系,研究了拉伸速率对环形PE体系拉伸诱导结晶行为的影响。研究表明链段构象转变与局部链段取向的耦合在流动诱导聚合物成核过程中起着重要作用。随着分子量的增加,成核诱导期消失。并且存在一个临界值,分子量在该临界值以下时,分子量增加会导致结晶速率增加;在该临界值以上,分子量增加导致结晶速率降低。同时拉伸速率较小PE更容易结晶。2.拉伸诱导聚合物长短链共混体系结晶过程中缠结,取向与结晶的关系的Molecular Dynamics模拟研究。添加了分子链长度分别为C400、C1000含量为10%,30%和60%的长链到长度为C50的短链体系中。将不同体系在600 K弛豫一段时间后,从600 K缓慢冷却至300 K的同时进行单轴拉伸至应变4。实验结果表明长链和短链都参与了早期结晶,并且长链含量多的体系起始结晶应变更小。拉伸促使分子链发生取向,长链通过形成缠结网络,带动了短链的取向,从而影响结晶过程。3.拉伸诱导CNT/PE复合体系晶体结构演变过程的Molecular Dynamics模拟研究。研究CNT的长度和含量对复合体系静态结晶的影响,以及在拉伸过程中对晶体结构的演变过程的影响。选取的CNT直径为9.49?,长度分别为36.89?和73.78?。研究表明在静态结晶过程中体系的结晶没有出现明显的成核诱导期。早期结晶中晶核首先出现在CNT的表面区域。在重结晶过程中,处于CNT界面的晶体受CNT移动的影响会发生部分消融,消融程度与CNT拉伸初始状态的取向有关。拉伸过程同时存在晶体的整体移动,消融和晶体分裂等现象。本论文的模拟结果揭示了拉伸诱导的不同聚合物体系中聚集态结构的演变规律,为实验中的晶体形貌调控提供了理论支持。

关键词：分子动力学模拟拉伸诱导结晶环形聚乙烯碳纳米管重结晶

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C原子在金刚石(100)和(111)面的低能沉积(英文)

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西南大学学报（自然科学版） 2009年第7期31卷 107-111页

作者：李素艳胡承忠泰山学院物理与电子工程学院山东泰安271021

利用分子动力学模拟研究了低于室温下低能C原子碰撞金刚石(100)和(111)面的微观过程.模拟中采用Brenner导出的多体参数化势,并采用Langevin分子动力学方法模拟系统的退火过程.结果表明,在100 K温度下,当入射C原子能量降至0.1 eV时,易于... 详细信息

利用分子动力学模拟研究了低于室温下低能C原子碰撞金刚石(100)和(111)面的微观过程.模拟中采用Brenner导出的多体参数化势,并采用Langevin分子动力学方法模拟系统的退火过程.结果表明,在100 K温度下,当入射C原子能量降至0.1 eV时,易于在(111)面生长近完美的金刚石单层.对(100)面,需更高的能量形成类金刚石SP3杂化结构.

关键词：低能沉积分子动力学模拟碰撞杂化

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不同构型聚丙烯的玻璃化转变温度的分子模拟

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分子科学学报 2009年第1期25卷 1-4页

作者：付一政刘亚青张丽燕兰艳花中北大学材料科学与工程学院山西太原030051 山西省高分子复合材料工程技术研究中心山西太原030051

应用分子力学和分子动力学的方法对3种不同构型聚丙烯高分子的玻璃化转变温度进行了模拟.用NPT(等温等压)分子动力学模拟获得聚丙烯(PP)在不同温度下的特征体积,通过对模拟得到的V-T做图,求得玻璃化转变温度,其结果与实验值吻合较好.并... 详细信息

应用分子力学和分子动力学的方法对3种不同构型聚丙烯高分子的玻璃化转变温度进行了模拟.用NPT(等温等压)分子动力学模拟获得聚丙烯(PP)在不同温度下的特征体积,通过对模拟得到的V-T做图,求得玻璃化转变温度,其结果与实验值吻合较好.并分析了聚丙烯主链柔顺性和立构规整度对高分子玻璃化转变的影响.

关键词：聚丙烯分子动力学模拟玻璃化转变温度回转半径

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铝多孔洞演变行为的分子动力模拟

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机械设计与制造 2018年第1期 32-35页

作者：方洲刘晓波徐庆军南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330063

为掌握含裂纹、孔洞等缺陷的铝的演变规律,建立含孔洞的铝的分子动力学模拟模型,通过嵌入原子法进行模拟,采用速度加载的分子动力学方法,研究了含孔洞的铝在受到单向拉伸作用下的裂纹扩展行为。在其它条件不变的情况下,研究结果表明:随... 详细信息

为掌握含裂纹、孔洞等缺陷的铝的演变规律,建立含孔洞的铝的分子动力学模拟模型,通过嵌入原子法进行模拟,采用速度加载的分子动力学方法,研究了含孔洞的铝在受到单向拉伸作用下的裂纹扩展行为。在其它条件不变的情况下,研究结果表明:随着孔洞直径的增大,孔洞内边缘位错、滑移大量产生,从而导致与相邻孔洞汇合更容易,整个体系更易被拉开;孔洞间距越大,相邻孔洞内边缘产生的微裂纹更倾向于形成一条大的裂纹,使体系的演变过程更规则但更难被拉开。

关键词：裂纹扩展分子动力学模拟能量演变多孔洞

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甲基苯并唑衍生物与HIV-1逆转录酶相互作用的分子模拟研究

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湖北农业科学 2012年第15期51卷 3358-3361页

作者：胡建平唐典勇孙国峰成英常珊乐山师范学院化学与生命科学学院四川乐山614004 华南农业大学信息学院广州510642

对HIV-1逆转录酶(RT)与二氟甲基苯并唑甲基嘧啶硫醚(DFMMT)及甲基苯并唑甲基嘧啶硫醚(MMT)两个甲基苯并唑衍生物的复合物进行了分子动力学模拟,从分子整体、结合模式优化和水分子作用3个角度详细分析了甲基苯并唑衍生物与HIV-1 RT相互... 详细信息

对HIV-1逆转录酶(RT)与二氟甲基苯并唑甲基嘧啶硫醚(DFMMT)及甲基苯并唑甲基嘧啶硫醚(MMT)两个甲基苯并唑衍生物的复合物进行了分子动力学模拟,从分子整体、结合模式优化和水分子作用3个角度详细分析了甲基苯并唑衍生物与HIV-1 RT相互识别的机制。结果表明,DFMMT和MMT在RT中的结合位点几乎一致;但DFMMT与RT的π-π堆积作用更强。另外,RT的DFMMT结合口袋中有3个稳定的水分子存在,而MMT结合则没有水分子参与。3个水分子的协同使得DFMMT与RT的相互作用强于MMT,这可能是双氟促进抑制活性的作用机制之一。

关键词：甲基苯并唑衍生物 HIV-1逆转录酶分子动力学模拟双氟抑制活性

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Au纳米粒子在超临界CO_2中结构和相互作用

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南京工业大学学报（自然科学版） 2012年第4期34卷 69-73页

作者：孙玲杨晓宁南京工业大学化学化工学院材料化学工程国家重点实验室江苏南京210009

为了可控制备分散性的Au纳米粒子,研究Au纳米粒子在溶剂中的界面结构及相互作用。采用分子动力学模拟方法研究不同温度下氟化的硫醇十二烷钝化的Au纳米粒子在超临界CO_2中的界面结构和相互作用自由能。结果表明:温度升高会略微提升纯排... 详细信息

为了可控制备分散性的Au纳米粒子,研究Au纳米粒子在溶剂中的界面结构及相互作用。采用分子动力学模拟方法研究不同温度下氟化的硫醇十二烷钝化的Au纳米粒子在超临界CO_2中的界面结构和相互作用自由能。结果表明:温度升高会略微提升纯排斥的特征。通过自由能的分解,发现Au纳米内核与吸附的有机配体间的相互作用完全决定了自由能的排斥特征。焓熵分析结果表明自由能的排斥特征是由熵贡献引起的。

关键词： Au纳米粒子超临界CO2 自由能分子动力学模拟

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柠檬酸对蓝晶石浮选行为的影响研究

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中国矿业 2016年第7期25卷 125-129页

作者：陈智杰高惠民任子杰卢佳金俊勋苑大超武汉理工大学资源与环境工程学院湖北武汉430070 矿物资源加工与环境湖北省重点实验室湖北武汉430070

通过纯矿物浮选试验,研究了柠檬酸对蓝晶石浮选的调整作用。结果表明,在油酸钠浮选体系中,柠檬酸在不同的pH值条件下能不同程度的抑制蓝晶石的上浮,在十二胺浮选体系中,柠檬酸在不同的pH值条件下能不同程度的活化蓝晶石的上浮。利用量... 详细信息

通过纯矿物浮选试验,研究了柠檬酸对蓝晶石浮选的调整作用。结果表明,在油酸钠浮选体系中,柠檬酸在不同的pH值条件下能不同程度的抑制蓝晶石的上浮,在十二胺浮选体系中,柠檬酸在不同的pH值条件下能不同程度的活化蓝晶石的上浮。利用量子化学计算前线轨道能量和分子动力学模拟研究水和柠檬酸在蓝晶石表面的吸附差异,模拟结果表明柠檬酸与蓝晶石的作用强于水与蓝晶石的作用,通过浮选溶液化学计算,分析了柠檬酸对蓝晶石的调整机理,柠檬酸组分可以与蓝晶石表面的铝离子络合,其中C_6H_7O_7^-和C_6H_6O_7^(2-)的作用效果比C_6H_6O_7^(3-)明显,同时增强了蓝晶石表面的负电性,抑制油酸钠在蓝晶石表面的吸附,而有利于十二胺在蓝晶石表面的吸附。

关键词：柠檬酸蓝晶石量子化学计算分子动力学模拟溶液化学

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bZIP转录因子与DNA相互作用中甲基化调控机制的分子模拟

bZIP转录因子与DNA相互作用中甲基化调控机制的分子模拟

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作者：别丽华华中农业大学

学位级别：博士

转录是基因表达的第一步,由于蛋白-蛋白、蛋白-DNA之间的相互作用,以及一些复杂大分子复合物的形成,导致真核生物转录水平的调控是一个多级的复杂过程。转录因子TF(Transcription factor)作为一种序列特异性的DNA结合蛋白,能通过结合到... 详细信息

转录是基因表达的第一步,由于蛋白-蛋白、蛋白-DNA之间的相互作用,以及一些复杂大分子复合物的形成,导致真核生物转录水平的调控是一个多级的复杂过程。转录因子TF(Transcription factor)作为一种序列特异性的DNA结合蛋白,能通过结合到顺式元件中的启动子和增强子中,从而控制遗传信息从DNA到mRNA的转录速率。众多实验研究表明,DNA甲基化(DNA methylation)能动态调控这一结合过程,进而调控基因的打开或关闭,保证它们的正确表达。同时,DNA甲基化水平也与人类发育和肿瘤疾病密切相关。因此,研究DNA甲基化在TF-DNA相互作用过程中的识别和调控机理具有重要意义,也使这一领域成为表观遗传学和表观基因组学的研究热点。随着深度测序等技术的快速发展,当前在不同生物过程和种族中已经累积了大量的DNA甲基化数据,但这些数据仍不能解释DNA甲基化水平动态变化的机制,表型领域中DNA甲基化和生理结果之间的因果关系仍然是个挑战性问题。要理解其中的分子机制,需要采用分子模拟的方法。当前的计算机技术和力场精度使得分子动力学已经可以实现对生物分子大体系进行长时间的模拟采样,利用分子模拟技术来探讨甲基化对蛋白-核酸相互作用的动态调控机制也成为了一种可行的研究方案。因此,本课题选择了分子动力学的模拟方法来研究甲基化对蛋白-核酸相互作用的调控机制。经过文献调研和晶体结构数据搜索,论文最终选取了bZIP家族转录因子作为研究体系本论文的研究思路为,通过比较不同位置单甲基化位点和对称双甲基化位点对转录因子与核酸相互作用的影响,研究5mC甲基化的调控机制。为此,首先对所选体系进行了长时间、多轨迹的动力学模拟(总模拟时间达到微秒量级),然后分别从结合自由能、熵焓互补、氢键、RMSF、DNA结构参数、蛋白质相对构象和空间位阻效应等各个角度进行了分析和系统比较,主要进行了以下几方面的研究工作:1、以C/EBP?转录因子结合DNA为例,研究了单位点甲基化(5mCpG)对转录因子与DNA相互作用的影响机制。2、以Jun/Jun同源二聚体与DNA结合物为例,研究了不同位置单位点、双位点甲基化对转录因子与DNA相互作用的影响机制。3、在上述两方面研究中,由于发现分子动力学方法对自由能的评估精度太低,需要采用量子力学方法开展相关研究。因此,采用从头算动力学方法以氧气激活过程为例开展了探索性的方法测试。

关键词： DNA甲基化分子动力学模拟转录调控蛋白-核酸相互作用 C/EBPβ蛋白 c-Jun蛋白

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