变截面微纳米通道内聚乙烯分子注射过程的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了变截面微纳米通道内聚乙烯分子的注射过程, 分析了微纳米通道截面结构及外加作用力对注射过程中聚乙烯分子流变和结构特性的影响. 研究结果表明:注射流动过程中, 通道壁面附近存在粒子吸附层, 且吸附层厚度随通道锥面倾角增大而增大;聚乙烯分子链的注射距离随锥面倾角增大而减小、随外加作用力增大而增大; 在锥面倾角为α=45°的通道中聚乙烯分子均匀填充整个通道, 且沿流动方向上出现单轴拉伸现象, 在较大作用力情况下, 该拉伸更为显著, 使得注射过程更容易完成.     

具有抗艾滋病毒活性的多肽T22([T2,12yr,L7 ys]-Polyphemusin Ⅱ )骨架构象模拟

用势能平滑搜索方法,在平滑修饰的势能面上对具有抗艾滋病毒HTV-1活性的肽T22([T5,12yr,T7yr]-Polyphemusin Ⅱ )骨架结构进行了全程搜索,得到该分子骨架结构在修饰势能面上的分子构象全集.用多构象优化方法,选择较适用于肽OPLS力场,采用GB/SA水溶剂模型,优化上述构象集,得到T22骨架结构在水溶液中优势构象集.结果表明势能平滑搜索与多构象优化相结合的构象分析方法是解决含有环结构的柔性分子构象分析中多重最小问题的有效方法.     

量子生物力学

量子生物力学是生物力学的一个新的分支.它利用研究微观结构状态下机械运动的量子力学基本原理、密切联系其他量子科学和量子统计力学,试图解释生物系统的微观现象,并预测其宏观性质. 对生物现象及其过程性质的每项深入的基础研究,都要达到微观水平.生物系统的所有结构材料,都起源于由于化学键而使原子相互结合,形成生物分子.在现代实验手段的基础上,证实了有机分子的化学与物理性质不仅决定于它们的初始结构,还决定于它们的立体化学构象及其变化.这种构象决定于分子的分散段绕键的旋转和键角的变形.对构象变化的研究、对各段运动的研究、以及对克服旋转中势阻的研究,都是十分重要的问题.     

带帽碳纳米管分子开关

利用非平衡格林函数和第一性密度泛函理论, 研究了一维带帽碳纳米管分子开关器件的电子输运特性. 结果显示, 仅需要改变两管间距0.2 nm, 器件的透射谱就变化约两个数量级. 并且, 两管的构象对器件电子输运性质的影响非常小, 从而提高了器件作为分子开关应用的稳定性.     

具有抗艾滋病毒活性的多肽T22([T5,12yr,L7yr]-PolyphemusinⅡ)骨架构象模拟

用势能平滑搜索方法,在平滑修饰的势能面上对具有抗艾滋病毒HIV－1活性的肽T22（[Tyr^5,12,Tyr^7]-PolyphemusinⅡ）骨架结构进行了全程搜索,得到了该分子骨加结构在修饰势能面上的分子构象全集。用多构象优化方法,选择较适用于肽OPLS力场,采用GB／SA水溶剂模型,优化上述构象集,得到T22骨架结构在水溶液中优势构象集。结果表明势能平滑搜索与多构象优化相结合的构象分析方法是解决含有环结构的柔性分子构象分析中多重最小问题的有效方法。     

具有抗艾滋病毒活性的多肽T22([T_(yr)~(5,12),L_(ys)~7]-Polyphemusin Ⅱ)骨架构象模拟

用势能平滑搜索方法，在平滑修饰的势能面上对具有抗艾滋病毒ＨＩＶ－ｌ活性的肽Ｔ２２（［Ｔ５，１２yr,Ｌ７yr］－ＰｏｌｙＰｈｅｍｕｓｉｎ Ⅱ）骨架结构进行了全程搜索，得到该分子骨架结构在修饰势能面上的分子构象全集．用多构象优化方法，选择较适用于肽ＯＰＬＳ力场，采用ＧＢ／ＳＡ水溶剂模型，优化上述构象集，得到Ｔ２２骨架结构在水溶液中优势构象集．结果表明势能平滑搜索与多构象优化相结合的构象分析方法是解决含有环结构的柔性分子构象分析中多重最小问题的有效方法．     

氰代杂环多烯腈类化合物的HeI紫外光电子能谱研究

气相HeI 21.22eV紫外光电子能谱(UPS)能从孤立分子的分子轨道特性上,给出研究分子的电子结构、构型、构象以及成键特性上的大量信息.我们曾报道某些三岔共轭体系的UPS研究,指出它们遵守同系线性规律的实验和理论基础,以及分子内羰基基团作为阻断基团的分子轨道特征.本文报道在分流型的三岔共轭类化合物——氰代杂环多烯腈系列化合物上的     

一种分子溶液构象搜寻方法

大多数化学和生物化学反应或过程是在溶液中进行的,分子溶液构象的研究具有重要意义[1,2].测定分子溶液构象的实验手段主要是核磁共振(ＮＭＲ),但ＮＭＲ方法受实验因素的限制,所测定的分子比较有限;即使由ＮＭＲ得到ＮＯＥ等实验数据,最后也必须借助分子模拟的方法才能将分子溶液构象的三维结构模建出来,因此分子模拟和理论计算方法在分子溶液构象研究中起重要作用.分子溶液构象模拟方法主要有分子动力学(ＭＤ)和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ(ＭＣ)等方法,但这些方法均较为费时[3].为了克服这一缺点,结合系统构象搜寻和ＳＹＢＹＬ/ＳＯＬＶＥＮＴ溶…     

聚乙烯内能对弹性力贡献的预报

使用近年来发展的构象弹性理论研究聚乙烯在不同应变下内能对弹性力的贡献fe/f，计算得到的fe/f值与实验值大体一致，结果表明fe/f主要由分子内相互作用力贡献，并且fe/f依赖于应变。     

不同取代基对四硫富瓦烯衍生物电荷传输影响的理论研究

通过密度泛函理论考察了四种四硫富瓦烯衍生物的电荷转移情况.二苯并-四硫富瓦烯(DB-TTF)的全氟化增加了分子的重整能而不利于电荷传输,但全氟化可降低化合物分子的前线轨道能级,从而减小电子注入势垒,这将有利于电子而不是空穴输运.当N原子取代DB-TTF分子内苯环上的C原子时,分子的重整能没有增加,但由于降低了前线分子轨道能级,从而减小了电荷的注入势垒而且还加强了分子的热稳定性.在DB-TTF分子上引入NH2可以改变分子晶体的结构以及电荷迁移率,从而通过引入不同取代基来改变-堆叠结构.另外,由于全氟化的DB-TTF分子间具有较强的极化效应,采用格点能校正方法来计算电荷转移积分更为恰当.     

流场中复杂液滴的变形运动与吸附

液滴动力学是多相流热物理学的重要基础研究方向.随着科学研究的逐步深入和工业技术的不断发展,人们发现液滴的界面可由多种物质分子组成且可出现复杂的结构,如石油工程中表面活性剂、固体颗粒等物质吸附于油水液滴界面,细胞等生物液滴由具有复杂分子组成和结构的膜包裹等.研究发现复杂的分子组成和结构使液滴界面具有剪切弹性、面积扩张弹性、抗弯特性等显著不同于普通液滴表面张力的力学性质,而复杂的界面力与流场黏性力、壁面物理化学吸附力等相互耦合导致液滴在流场中展现复杂的变形、运动、吸附等动力学行为.本文介绍了复杂液滴界面的力学性质及其模型描述,综述了近年来关于流场中复杂界面液滴的变形、运动、吸附行为的研究进展,并给出了后续研究的建议.     

高分子尾形链构象分布的两种理论方法

当分子链的一端附着于某一固体壁时,就形成了尾形高分子构象,显然,它可以看成是高分子吸附的最简单的形式,除高分子吸附与解吸外,许多涉及表面和界面的高分子问题都与尾形链的构象有关,例如固体表面上的接枝聚合、嵌段共聚体的液晶层状结构、高分子表面活性剂在两相的分配、高分子对于胶体的稳定性、橡胶单点粘结力学等.然而,尾形链分子构象理论的研究相当薄弱,众所周知,高分子构象问题与随机行走问题有明显对应关系,由简单随机行走导出的理想高分子链构象的Gauss分布,已经是整个高分     

家蚕的丝素大分子也可形成液晶态

天然和合成液晶高聚物的结构、性能及其应用已得到广泛的研究。然而,对于家蚕的丝素分子能否形成液晶则研究得不多。最近,日本学者马越淳首次研究发现,家蚕的丝素大分子从丝腺的前部流出时呈现出液晶序列。在家蚕的丝腺前部,丝素大分子的构象主要是无规线团构象。此外,还带有少量的α螺旋构象。当液体丝在20℃干燥后,则构象只是α-型。但是,当液体丝从丝腺前部取出后再干燥时,丝素大分子则具有β-型构象。     

RNA A6膨胀环的动力学特征

通过对RNA A6膨胀环在水溶液中的动力学模拟发现，在A6膨胀环中，环区构象主要以非堆积构象为主，环区具有较大的构象柔性，膨胀环区链的构象波动对已形成的RNA分子弯折的影响不大，弯折角只是在小范围内变动，提示作为全局结构，带大尺寸膨胀环的RNA分子仍然具有一定的刚性，柔性主要表现在膨胀环区域。     

胰岛素分子的水合等能图

水是活细胞中含量最高的成分,它对于维系蛋白质的天然构象和一系列特性有着重要的作用,研究蛋白质中水的结构对于全面了解蛋白质的结构与功能的关系有重大的意义。从理论上研究蛋白质中水的结构可以应用蒙特卡罗方法或者分子动力学方法,不过即使对于象胰岛素这样小的蛋白质分子(只含有51个氨基酸残基),要想使用上述方法进行溶液构象的计算     

气体分子运动论边值问题中的一新数学函数

文献[1]将气体分子双峰二向流弛豫分布应用于玻耳兹曼方程边值问题时得到了表征气体分子在邻近固体壁面处的动力运动的新的特殊函数,其定义为     

环化鸟苷酸构象的计算

环化鸟苷酸(Cyclic GMP)和环化腺苷酸(Cyclic AMP)在生物上具有同样的重要性。它们能影响着某些酶的活性,在代谢控制和调节功能上是重要的,所以,引起人们的很大注意,但应用分子轨道方法,对Cyclic GMP分子构象的研究,至今还未见到,为了了解它的结构和功能的关系和预言它在溶液中的构象,对它进行分子轨道的研究是值得的。本文应用改进的EHMO法(推广的休克尔方法)对Cyclic GMP分子的构象进行了计算。     

利用偶极子模型研究肌球蛋白Ⅵ的定向运动

从整个肌球蛋白分子马达系统的结构特点和实验现象出发, 利用电偶极子模型构建一个势能函数, 应用朗之万方程讨论其定向运动行为. 通过调整分子马达电偶极子参数, 模拟得到了肌球蛋白Ⅵ分子马达系综沿微丝负向的平均位移和平均粒子流, 并讨论了负载力和马达偶极子转动速率对肌球蛋白Ⅵ系综运动的影响. 研究发现, 分子马达的运动方向会随马达偶极子旋转方向的不同而变化, 马达偶极子逆时针旋转时分子马达向微丝负端运动(此时对应肌球蛋白Ⅵ), 顺时针旋转时分子马达向正端运动(此时对应肌球蛋白Ⅴ); 当负载力很大时, 肌球蛋白Ⅵ甚至会向微丝的正端运动.     

基于SPH方法的液滴撞击可湿润固壁模拟

液滴撞击固体壁面是一种常见的自然现象和工业过程,在这些现象和过程中液滴运动往往受到壁面可湿润性的影响.本文提出了一种可湿润性固壁边界条件的计算方法,即假设壁面粒子的亲水性以及毛细吸附作用统一表现为对支持域内流体粒子的吸附力.吸附力的大小与流体压强、材料饱和度及亲水性有关.基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法,模拟了静态液滴在不同可湿润性壁面上由变形至稳定的过程.考虑壁面可湿润性的影响,模拟了液滴撞击疏水壁面的过程.结合试验数据,分析了壁面可湿润性对液滴运动过程的影响.研究表明:根据模拟液滴静态接触角的变化特点,本文可湿润性固壁边界条件可以较好地反映出壁面可湿润性;液滴撞击输水表面的模拟数据与试验结果趋势上吻合良好,液滴回弹时在壁面可湿润性的影响下形成液柱;壁面可湿润性对撞击后液滴的铺展过程影响很小,在该阶段壁面摩擦力起主要作用,回缩和回弹阶段壁面可湿润性对液滴运动特征的影响较明显.     

表面手性现象的STM研究

表面手性现象研究是一与表面物理、表面化学、结构化学、立体化学等学科密切相关、在基础和应用研究方面均具意义的重要领域. 近年来, 利用STM等现代分析手段, 该领域的研究取得了显著进展. 结合我们的近期研究工作, 概述了目前利用STM技术进行表面手性现象研究的代表性结果, 包括表面手性分子的绝对构象判定、二维组装结构和由分子吸附引起的特殊手性表面结构等, 并对该领域的未来发展进行了展望.