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2014年大分子体系理论、模拟与计算研讨会

作者：陈弢钱虎军吕中元理论化学计算国家重点实验室吉林大学理论化学研究所长春市柳条路2号130021

与传统高分子材料相比，高分子/纳米粒子复合物因其具有更好的力学、光学、电学等性能，近年来获得了广泛的关注[1]。尽管在过去二十年间有很多实验和计算机模拟对该体系进行了研究，但在高分子材料中加入纳米粒子的改性机理仍未被充分... 详细信息

与传统高分子材料相比，高分子/纳米粒子复合物因其具有更好的力学、光学、电学等性能，近年来获得了广泛的关注[1]。尽管在过去二十年间有很多实验和计算机模拟对该体系进行了研究，但在高分子材料中加入纳米粒子的改性机理仍未被充分理解，而聚苯乙烯/紧密交联聚苯乙烯纳米粒子复合物体系[2-4]是研究这种机理的理想体系之一。

关键词：纳米复合物紧密交联纳米粒子相容性粗粒化分子动力学模拟

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聚合物分子链coil-globule转变的积分温度抽样研究

聚合物分子链coil-globule转变的积分温度抽样研究

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2014年大分子体系理论、模拟与计算研讨会

作者：王伟吕中元理论化学计算国家重点实验室吉林大学理论化学研究所长春市柳条路2号130023

聚合物分子链的coil-globule 转变具有十分重要的理论与实践意义.Integrated temperingsampling (ITS)方法是高毅勤发展的一种扩展系综增强抽样方法[1]，非常适合用于分子动力学模拟.这种方法通过在作用势上增加一个扩展系综下的有偏系... 详细信息

聚合物分子链的coil-globule 转变具有十分重要的理论与实践意义.Integrated temperingsampling (ITS)方法是高毅勤发展的一种扩展系综增强抽样方法[1]，非常适合用于分子动力学模拟.这种方法通过在作用势上增加一个扩展系综下的有偏系数，从而实现增强抽样.

关键词： coil-globule转变增强抽样

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聚苯乙烯/交联聚苯乙烯纳米粒子界面性质的粗粒化分子动力学模拟

聚苯乙烯/交联聚苯乙烯纳米粒子界面性质的粗粒化分子动力学模拟

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2014年大分子体系理论、模拟与计算研讨会

作者：钱虎军陈弢吕中元理论化学计算国家重点实验室吉林大学理论化学研究所长春市柳条路2号吉林大学科技楼130021

在高分子材料中掺杂纳米粒子已成为一种实现高分子材料性能优化的常见手段。与传统高分子材料相比，高分子纳米粒子复合材料在力学、光学、电磁性能等方面都有着更加优异的表现，因此在太阳能电池、电磁材料等领域有着广泛的应用前景[1... 详细信息

在高分子材料中掺杂纳米粒子已成为一种实现高分子材料性能优化的常见手段。与传统高分子材料相比，高分子纳米粒子复合材料在力学、光学、电磁性能等方面都有着更加优异的表现，因此在太阳能电池、电磁材料等领域有着广泛的应用前景[1]。掌握此类复合体系中各种因素对材料性能的影响规律是更好地实现其性能优化和定向设计的前提，而由于此类复合体系中影响因素及实验表征手段的多样性，针对一些特定问题人们还未能达成一致性的认识。

关键词：聚苯乙烯交联纳米粒子界面性质粗粒化分子动力学模拟

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纤毛状表面材料疏水性能的计算机模拟研究

纤毛状表面材料疏水性能的计算机模拟研究

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2014年大分子体系理论、模拟与计算研讨会

作者：裴汉文刘鸿吕中元理论化学计算国家重点实验室吉林大学理论化学研究所长春市柳条路2号吉林大学科技楼130023

本文利用粗粒化分子动力学模拟方法，研究接枝链改性的平板表面的结构及疏水特性，明晰控制材料疏水性能强弱的各项物理因素以及调控手段，包括：表面的亲疏水性对液滴状态的影响，表面纤毛接枝密度、纤毛链柔性以及纤毛长度对表面疏水... 详细信息

本文利用粗粒化分子动力学模拟方法，研究接枝链改性的平板表面的结构及疏水特性，明晰控制材料疏水性能强弱的各项物理因素以及调控手段，包括：表面的亲疏水性对液滴状态的影响，表面纤毛接枝密度、纤毛链柔性以及纤毛长度对表面疏水性的影响。

关键词：纤毛状表面材料疏水性分子动力学模拟

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多分散性对环状两嵌段共聚物相行为的影响

多分散性对环状两嵌段共聚物相行为的影响

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2014年大分子体系理论、模拟与计算研讨会

作者：焦贵省钱虎军吕中元理论化学计算国家重点实验室吉林大学理论化学研究所长春市柳条路2号吉林大学科技楼130023

本文利用耗散粒子动力学方法(DPD)研究了分子量多分散性(PDI)对环状两嵌段共聚物相行为的影响。主要研究了体系中有序-有序转变点(OOT)、层状相厚度等受分子量分布的影响。与线性两嵌段共聚物相比,环状两嵌段共聚物由于没有自由链末端,... 详细信息

本文利用耗散粒子动力学方法(DPD)研究了分子量多分散性(PDI)对环状两嵌段共聚物相行为的影响。主要研究了体系中有序-有序转变点(OOT)、层状相厚度等受分子量分布的影响。与线性两嵌段共聚物相比,环状两嵌段共聚物由于没有自由链末端,体系更难发生相分离。在线性两嵌段体系中,多分散性使体系的OOT 点向多分散组分大的方向发生偏移,层状相厚度随PDI 的增加而增大,而在环状两嵌段共聚物体系中我们发现了类似的影响：OOT点发生偏移及层状相厚度随PDI 的增加而增大。但是,由于环状两嵌段共聚物的闭环结构,OOT 点的偏移幅度及层状相厚度的增加幅度与线性分子有所不同。

关键词：环状两嵌段共聚物分散性耗散粒子动力学

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NiTi过渡金属团簇的结构和芳香性的理论研究

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高等学校化学学报 2013年第2期34卷 455-461页

作者：时圣刚封继康田维全刘子忠李伟奇崔艳红吉林大学理论化学研究所理论化学计算国家重点实验室长春130021 包头师范学院化学学院包头014030

在B3PW91/6-311+G(d)计算水平上,计算并讨论了Ni4Ti2,[Ni4Ti2]2+,[Ni4Ti2]2-与Ni4Ti4,[Ni4Ti4]2+,[Ni4Ti4]2-团簇的几何结构和芳香性.在构型优化过程中得到了Ni4Ti2(D4h),[Ni4Ti2]2+(D4h),[Ni4 Ti2]2-(D4h)和Ni4 Ti4(D2h)4个稳定构型,发现当引入上下2个Ti原子后,Ni4环成为了平面正方形构型.核无关化学位移(NICS)计算结果表明,Ni4Ti2(D4h)与Ni4Ti4(D2h)的NICS值为正,而[Ni4Ti2]2+(D4h)和[Ni4Ti2]2-(D4h)的NICS值为负,且[Ni4Ti2]2-(D4h)的NICS值更负.同时还发现,由s与d轨道参与形成的反磁性环流是引起[Ni4Ti2]2+(D4h)和[Ni4Ti2]2-(D4h)具有较大芳香性的主要原因;其中Ti原子主要提供dz2与s轨道,而Ni原子主要利用其dz2与dx2-y2轨道形成正方形环,它们之间构成了球状的d轨道环流,且[Ni4Ti2]2+(D4h)和[Ni4Ti2]2-(D4h)中还有非常明显的π轨道环流.

关键词：密度泛函理论芳香性核无关化学位移 NiTi形状记忆合金

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生物膜电极在以苯酚为燃料的微生物燃料电池中的应用

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高等学校化学学报 2013年第4期34卷 975-979页

作者：王井玉黄卫民王璇林海波陆海彦吉林大学化学学院长春130012 理论与计算化学国家重点实验室长春130021

以苯酚为燃料,生物膜电极为负极,Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2电极为正极,构建了双室微生物燃料电池.利用微电流驯化法和自然驯化法分别制备了生物膜电极,研究了微生物的挂膜方法、挂膜时间和负极基底材料种类对微生物燃料电池产电能力的影响.结... 详细信息

以苯酚为燃料,生物膜电极为负极,Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2电极为正极,构建了双室微生物燃料电池.利用微电流驯化法和自然驯化法分别制备了生物膜电极,研究了微生物的挂膜方法、挂膜时间和负极基底材料种类对微生物燃料电池产电能力的影响.结果表明,微电流驯化法优于自然驯化法,微电流驯化法制备的生物膜电极更利于电池的产电;微生物的挂膜时间为8 d时,电池的产电能力最高,其最大输出功率密度达到39 mW/m2;不同基底材料生物膜电极所组建的微生物燃料电池产电能力高低顺序为碳毡>石墨>钛网>泡沫钛。

关键词：生物膜电极微生物燃料电池苯酚 Ti SnO2-Sb2O5 PbO2 基底材料

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PEO-PPO-PEO水溶液体系胶束化及凝胶化行为的耗散粒子动力学模拟

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高等学校化学学报 2013年第6期34卷 1454-1459页

作者：谢宇吕中元孙昭艳安立佳吉林大学理论化学研究所理论化学计算国家重点实验室长春130021 中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022

采用耗散粒子动力学(Dissipative particle dynamics,DPD)模拟方法研究了三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PEO-PPO-PEO)的胶束化和凝胶化行为.通过模拟得到了F127(EO99PO65EO99)水溶液的临界胶束浓度和临界凝胶浓度.结果发现,在... 详细信息

采用耗散粒子动力学(Dissipative particle dynamics,DPD)模拟方法研究了三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PEO-PPO-PEO)的胶束化和凝胶化行为.通过模拟得到了F127(EO99PO65EO99)水溶液的临界胶束浓度和临界凝胶浓度.结果发现,在298 K、质量分数低于40%时,F127水溶液中形成的胶束形状均为球形.此外,进一步研究了亲水嵌段长度对胶束结构及凝胶形成浓度的影响,结果发现,亲水嵌段越短,越有利于长椭球状胶束的形成,而临界凝胶浓度随着亲水嵌段PEO长度的增加而降低.

关键词：胶束化凝胶化聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯耗散粒子动力学

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稀土金属掺杂对锐钛矿型TiO2光催化活性影响的理论和实验研究

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高等学校化学学报 2013年第2期34卷 434-440页

作者：刘月余林魏志钢潘湛昌邹燕娣谢英豪广东工业大学轻工化工学院广州510006 吉林大学理论化学研究所理论化学计算国家重点实验室长春130021

从理论和实验两方面探讨稀土金属掺杂对锐钛矿型TiO2光催化活性的影响.理论上采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理,对稀土掺杂TiO2前后的几何结构、能带结构、态密度及电子结构进行了系统的研究.结果表明,Y,La,Gd,Lu,Ce,Eu,Yb和Tb掺... 详细信息

从理论和实验两方面探讨稀土金属掺杂对锐钛矿型TiO2光催化活性的影响.理论上采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理,对稀土掺杂TiO2前后的几何结构、能带结构、态密度及电子结构进行了系统的研究.结果表明,Y,La,Gd,Lu,Ce,Eu,Yb和Tb掺杂有助于TiO2光催化活性的提高;而对于Pr,Nd,Pm,Sm,Dy,Ho,Er和Tm掺杂,由于在价带顶和导带底之间形成了较多的可能成为光生电子和空穴的复合中心的杂质能级,故此类稀土的掺杂浓度需要控制在较小的范围内.另一方面,采用溶胶-凝胶法制备了9种稀土金属(RE=Y,Ce,Pr,Sm,Gd,Dy,Ho,Er,Yb)掺杂的TiO2粉体,运用X射线衍射(XRD)和紫外-可见光谱法(UV-Vis)分别表征其晶体结构和光学吸收性质.结果表明,掺杂前后的TiO2均为锐钛矿相,且Ho,Pr,Ce,Sm,Y,Yb和Gd掺杂使TiO2在可见光区的吸收有不同程度的提高.理论预测与实验结果基本一致,且理论研究结果与周期表中稀土元素外层电子轨道排布规律一致,从而揭示了稀土元素掺杂的本质规律,指明了适量的稀土掺杂有利于TiO2光催化活性的提高.

关键词：稀土掺杂TiO2 锐钛矿相密度泛函理论能带结构

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Sirt1及Sirt2与活性分子INA的作用机制研究

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化学学报 2013年第2期71卷 199-204页

作者：陈晓光赵晓杰王嵩王丽萍李惟孙家钟吉林大学生命科学学院长春130012 吉林大学理论化学研究所理论化学计算国家重点实验室长春130061

应用分子模拟理论与方法研究了人类沉默信息调节因子2相关酶类Sirtuin家族成员Sirt1及Sirt2与一种活性分子(命名为INA)的作用机制.同源模建了Sirt1的三维结构,通过分子对接手段得到Sirt1(NAD+)-INA及Sirt2(NAD+)-INA的两种复合物体系,... 详细信息

应用分子模拟理论与方法研究了人类沉默信息调节因子2相关酶类Sirtuin家族成员Sirt1及Sirt2与一种活性分子(命名为INA)的作用机制.同源模建了Sirt1的三维结构,通过分子对接手段得到Sirt1(NAD+)-INA及Sirt2(NAD+)-INA的两种复合物体系,进行了分子动力学模拟.并且分别计算了两种体系中关键氨基酸残基与INA的结合自由能值,由此推测出Sirt1(NAD+)-INA、Sirt2(NAD+)-INA体系结合位点分别为Val72,Ser73和Arg272及Phe235,Leu264和Gly305,确证了两种体系的结合模式.模拟结果表明,在Sirt1(NAD+)-INA体系中,INA与催化底物NAD+距离较近,可以相互作用,具有较高活性;在Sirt2(NAD+)-INA体系中,INA与催化底物NAD+距离较远,与在Sirt1体系中比较,INA对Sirt2体系的活性较弱,结果与实验一致.本文的研究,对今后以去乙酰化酶Sirt1,Sirt2为靶点的新药开发具有一定指导意义.

关键词：分子模拟 Sirt1 Sirt2 活性分子INA 作用机制

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