检索结果-内蒙古大学图书馆

生物工程学报 2025年第3期41卷 917-933页

作者：刘保艳李帅苏浩盛翔中国科学院天津工业生物技术研究所低碳合成工程生物学全国重点实验室天津300308 中国科学院大学北京100049

计算模拟驱动的生物元件、代谢网络乃至细胞系统的机理解析、定向改造和按需设计,可为解决不同层次的生物学问题提供新的技术方案,已成为生物制造的核心研究内容。在蛋白元件的计算模拟方面,基于物理原理的传统方法利用计算机软件和数... 详细信息

计算模拟驱动的生物元件、代谢网络乃至细胞系统的机理解析、定向改造和按需设计,可为解决不同层次的生物学问题提供新的技术方案,已成为生物制造的核心研究内容。在蛋白元件的计算模拟方面,基于物理原理的传统方法利用计算机软件和数学模型来模拟生物体系中蛋白行使功能的物理和化学过程,是理解复杂生物体系和指导实验设计的有力工具。随着生物系统模拟尺度的不断扩大,传统计算模拟技术面临计算精度和计算速度难以平衡的困境。近年来,生物数据量呈现爆炸式增长,使得构建高性能人工智能(artificial intelligence,AI)模型成为可能,为蛋白计算模拟带来了新思路和新契机,AI和物理原理融合驱动的蛋白计算模拟技术应运而生。本文对基于物理原理的传统蛋白计算模拟方法及其应用进行了详细介绍,并对融合AI和物理原理的最新计算模拟技术进行了梳理和讨论,进而提出在AI模型中结合严谨的化学知识和既定的物理原理,可有效提升数据处理和模式识别能力,从而提高计算效率和预测的准确性,使其具有更强的解释能力、通用性和稳健性。目前,AI与物理原理融合驱动的计算模拟技术已在生物催化领域展现出巨大的潜力和价值。本文聚焦于主流和先进的蛋白计算模拟技术,通过对这些技术的系统性回顾和前瞻性分析,梳理了蛋白质计算模拟技术的发展脉络,以推动其在酶催化机制解析、蛋白从头设计与理性改造等领域的应用,助力生物制造的发展。

关键词：人工智能计算模拟计算生物学分子对接分子动力学模拟量子化学计算

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钙磷基生物陶瓷材料的计算模拟进展与挑战

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四川师范大学学报（自然科学版） 2025年第2期48卷 166-175页

作者：张巧徐定国四川大学化学学院四川成都610064

钙磷基生物陶瓷材料在生物医学领域,特别是骨修复和替代方面,展现出广阔的应用前景.传统的实验方法受制于漫长的时间、高昂的成本以及极端的条件而引入的计算模拟技术,在理解和优化材料的性能方面发挥了至关重要的作用.结合国内外研究... 详细信息

钙磷基生物陶瓷材料在生物医学领域,特别是骨修复和替代方面,展现出广阔的应用前景.传统的实验方法受制于漫长的时间、高昂的成本以及极端的条件而引入的计算模拟技术,在理解和优化材料的性能方面发挥了至关重要的作用.结合国内外研究和本小组近年的相关工作,总结钙磷基生物陶瓷材料的计算模拟进展和面临的诸多挑战,展望该领域的未来发展,强调通过结合先进的计算方法与实验验证,有望进一步推动钙磷基生物陶瓷材料在生物医学中的应用和发展.

关键词：生物陶瓷材料计算模拟骨组织工程羟基磷灰石

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计算模拟研究挥发性有机胺的大气转化机制与动力学

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科学通报 2020年第26期65卷 2863-2879页

作者：马芳芳谢宏彬陈景文大连理工大学环境学院工业生态与环境工程教育部重点实验室大连116024

对流层大气包含大量的挥发性有机化合物(volatile organic compounds, VOCs),种类可高达10万种.研究表明, VOCs的大气转化对于O3和二次有机气溶胶的形成起着重要作用.因此,获取VOCs的大气转化机制与动力学是量化VOCs区域或全球大气质量... 详细信息

对流层大气包含大量的挥发性有机化合物(volatile organic compounds, VOCs),种类可高达10万种.研究表明, VOCs的大气转化对于O3和二次有机气溶胶的形成起着重要作用.因此,获取VOCs的大气转化机制与动力学是量化VOCs区域或全球大气质量影响所需的重要信息.有机胺是一类重要的VOCs,其来源包括天然源和人为源.特别是,随着基于胺溶液的燃烧后CO2捕捉技术的大规模应用,将会排放大量的挥发性有机胺,进而增加大气中有机胺的种类和浓度.近年来,越来越多的科学家开始关注基于胺溶液的CO2捕捉单元释放的有机胺的大气转化机制与动力学.本文在早期关于有机胺的大气转化综述的基础上,重点介绍2012年以来,国内外学者采用计算模拟方法研究CO2捕捉单元释放的有机胺的大气转化机制与动力学的最新进展,展望有机胺大气转化的未来研究方向.

关键词：挥发性有机化合物燃烧后CO2捕捉有机胺计算模拟大气转化机制与动力学

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计算模拟研究金属有机骨架材料吸附分离C2、C3烃类气体

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化学进展 2020年第1期32卷 133-144页

作者：刘景昊伍学谦吴玉锋俞嘉梅北京工业大学材料科学与工程学院北京100124 北京工业大学环境与能源工程学院北京100124

碳氢化合物在工业生产中发挥着重要的作用,其分离纯化过程是工业生产中重要的环节。低碳烃气体的物理化学性质十分相似,仅在分子尺寸和不饱和度等方面有微小差异,分离困难。传统的精馏等分离方式能耗高、有时效率较低。金属有机骨架材... 详细信息

碳氢化合物在工业生产中发挥着重要的作用,其分离纯化过程是工业生产中重要的环节。低碳烃气体的物理化学性质十分相似,仅在分子尺寸和不饱和度等方面有微小差异,分离困难。传统的精馏等分离方式能耗高、有时效率较低。金属有机骨架材料由于其优异的性能(高比表面积、高孔隙率、结构尺寸可控)在吸附分离方面发挥了重要作用。计算模拟方法能够在微观层次上描述吸附分离过程,起到实验无法替代的作用。本文综述了计算模拟用于探索金属有机骨架吸附分离低碳烃的最新研究进展,探讨了其在金属有机骨架吸附分离低碳烃研究中存在的问题,并展望了发展前景。

关键词：碳氢化合物吸附分离金属有机骨架计算模拟

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计算模拟在锂金属负极研究中的应用

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物理化学学报 2021年第2期37卷 107-128页

作者：华广斌樊晏辰张千帆北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191 南方科技大学微电子学院广东深圳518055

锂金属以其高比容量和低电极电势,在高能量密度电池领域具有极大潜力,然而界面反应复杂、枝晶生长难以抑制等问题,导致电池易燃易爆、容易击穿短路,极大地限制了锂电池的应用。计算模拟有助于科研工作者认识反应机理、预测筛选电极材料... 详细信息

锂金属以其高比容量和低电极电势,在高能量密度电池领域具有极大潜力,然而界面反应复杂、枝晶生长难以抑制等问题,导致电池易燃易爆、容易击穿短路,极大地限制了锂电池的应用。计算模拟有助于科研工作者认识反应机理、预测筛选电极材料以及优化电池设计,与实验相辅相成。本文对近年计算模拟在锂金属电极中的应用进行综述,重点在于利用分子动力学、第一性原理计算等计算方法,研究界面反应、固体电解质膜以及锂形核。此外,新开发的固态电解质很好地解决了传统锂电池易燃易爆等问题,提高了能量密度,但也存在界面阻力大、传导性能差以及枝晶生长等问题,对此,我们就计算模拟在固态电解质锂电池中锂负极的应用进行综述。最后,我们论述了该领域潜在研究方向。

关键词：锂金属负极计算模拟界面反应固体电解质膜锂离子成核

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基于硼亲和分子印迹策略的MOF/MIPs对沙丁胺醇的选择性吸附和计算模拟

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高等学校化学学报 2024年第1期45卷 136-144页

作者：李欣周颖王鼎南裴勇武斌张宜明浙江农林大学食品与健康学院杭州311300 浙江省水产推广技术总站杭州310023 湘潭大学化学学院湘潭411105 浙江农林大学数学与计算机科学学院杭州311300

为了探索所构筑的硼酸功能化金属有机框架(MOF)表面印迹材料(FSU-BA@MIP)对底物的亲和识别能力,对FSU-BA@MIP的金属-有机骨架材料(UiO-66-BA)中的3-羧基苯硼酸配体与沙丁胺醇间的硼亲和作用进行计算,再采用密度泛函理论(DFT)对FSU-BA@MI... 详细信息

为了探索所构筑的硼酸功能化金属有机框架(MOF)表面印迹材料(FSU-BA@MIP)对底物的亲和识别能力,对FSU-BA@MIP的金属-有机骨架材料(UiO-66-BA)中的3-羧基苯硼酸配体与沙丁胺醇间的硼亲和作用进行计算,再采用密度泛函理论(DFT)对FSU-BA@MIP材料对沙丁胺醇的选择性机理进行模拟,最后进行选择性实验.计算结果表明,离子化的3-羧基苯硼酸与沙丁胺醇间存在的氢键作用使得这两种物质有较强的作用力,更容易形成硼酸环酯;与竞争物质相比,UiO-66-BA与沙丁胺醇的结合能与反应能最低,说明所形成的FSU-BA@MIP印迹材料对底物沙丁胺醇具有特异性吸附.分析结果与实验得到的沙丁胺醇的最高吸附量一致,说明UiO-66-BA是一种可用于分析顺式二醇化合物的理想硼酸功能化材料.

关键词：硼亲和分子印迹聚合物金属有机框架沙丁胺醇计算模拟

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W中H行为的计算模拟研究

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金属学报 2018年第2期54卷 301-313页

作者：周洪波李宇浩吕广宏北京航空航天大学物理科学与核能工程学院北京100191

采用基于密度泛函理论的第一原理计算方法和基于Newton力学的分子动力学方法,对H在W中的溶解、扩散、聚集、形核等行为及H对W性能影响进行系统研究,发现了H在W中占位和聚集的"最佳电子密度"规则,揭示了W中H泡形核的空位捕获机... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一原理计算方法和基于Newton力学的分子动力学方法,对H在W中的溶解、扩散、聚集、形核等行为及H对W性能影响进行系统研究,发现了H在W中占位和聚集的"最佳电子密度"规则,揭示了W中H泡形核的空位捕获机制;发现了H聚集诱发的各向异性应变可降低H在W中的溶解能,从而产生H溶解增强效应,藉此提出H泡生长的应变级联机制;提出通过惰性气体/合金化元素掺杂改变W中缺陷处的电子密度,有效阻止H2分子在缺陷处的形成和聚集,从而抑制W中H泡形成的方法。本文对这一系列的工作进行了综述。这些研究成果将为未来聚变堆用W-PFM的设计、制备和应用提供重要参考。

关键词： W H 面对等离子体材料聚变能计算模拟

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La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3和CeO_2混合块状样品电输运性质及使用分形迭代电阻网络模型的计算模拟

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物理学报 2005年第8期54卷 3815-3821页

作者：王世奇连贵君熊光成北京大学物理系北京100871

固相反应方法制得的La0·7Ca0·3MnO3(LCMO)粉末与CeO2粉末均匀混合后压块烧结,对其进行了电阻率随温度变化的测量.观察到样品电阻率存在绝缘体-金属转变.研究了烧结工艺、CeO2的混合比例与样品的电阻率、结构和表面形貌的关系... 详细信息

固相反应方法制得的La0·7Ca0·3MnO3(LCMO)粉末与CeO2粉末均匀混合后压块烧结,对其进行了电阻率随温度变化的测量.观察到样品电阻率存在绝缘体-金属转变.研究了烧结工艺、CeO2的混合比例与样品的电阻率、结构和表面形貌的关系.结果表明,制备工艺对材料性能有相当大的影响,其中较低温度的烧结主要影响小晶粒及其晶粒间界,而高温长时间烧结将影响大晶粒的形成.利用三维随机电阻网络(RRN)模型和蒙特卡罗方法对这种混合块状样品的输运性质进行了模拟,模拟中使用了一种新的RRN平均方法.该模型得到的数值模拟结果与实验结果在定性上是一致的.这说明以RRN模型来理解LCMO(x)-CeO2(1-x)复合体系的导电状况是合理的,提出的随机电阻网络平均方法是合适的.

关键词： CeO2 块状样品电阻网络模型电输运性质计算模拟分形迭代蒙特卡罗方法平均方法电阻率均匀混合固相反应烧结工艺温度变化混合比例表面形貌材料性能制备工艺晶粒间界三维随机复合体系模拟结果绝缘体小晶粒

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计算模拟在蛋白组装研究中的应用

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中国生物工程杂志 2023年第7期43卷 60-76页

作者：卢鼎元王启彬刘护李春北京理工大学化学与化工学院北京102488 清华大学化学工程系北京100084

蛋白组装技术发展迅速,被广泛应用于生物催化、生物传感器和药物释放等领域,已成为生物工程领域的重要组成部分。由于蛋白质-蛋白质相互作用的复杂性,以及对蛋白质折叠和分子识别的认识不够深入,设计复杂的蛋白组装非常具有挑战性。随... 详细信息

蛋白组装技术发展迅速,被广泛应用于生物催化、生物传感器和药物释放等领域,已成为生物工程领域的重要组成部分。由于蛋白质-蛋白质相互作用的复杂性,以及对蛋白质折叠和分子识别的认识不够深入,设计复杂的蛋白组装非常具有挑战性。随着计算机技术和分子模拟的不断发展,已逐步实现了从原子和分子尺度精确设计蛋白质的组装体和预测蛋白组装体的结构,并进一步在蛋白组装体上设计催化位点来实现人工组装酶的生物催化。近年来,机器学习等人工智能技术已被应用到蛋白组装设计中并促进了蛋白组装研究的发展。综述计算模拟技术在蛋白组装设计、组装结构预测、催化位点设计等方面的研究进展以及在新酶设计、药物释放、生物传感器等方面的应用,以期通过基础理论研究指导面向更多不同应用领域的蛋白组装的设计和优化。

关键词：计算模拟蛋白组装组装结构预测催化位点设计

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提升管内气固双流体模型的计算模拟

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过程工程学报 2001年第3期1卷 249-256页

作者：郑雨万晓涛魏飞金涌清华大学化工系

对提升管内气固流动行为建立了k-ε-k_p-ε_p-■ 双流体模型. 利用计算软件CFX模拟了内径0. 418 m、高18 m 的提升管内的冷态气固两相流动. 模拟结果与实验数据吻合较好.

关键词：提升管气固流动双流体模型计算模拟

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