水溶液分子对赖氨酸电子结构的等效势

要可靠计算在水溶液中的蛋白质分子的电子结构, 需要构造水溶液分子对蛋白质分子电子结构的等效势. 赖氨酸属于亲水的氨基酸, 在中性水溶液中带正电荷(Lys⁺). 通过基于密度泛函理论的第一性原理、全电子、从头计算, 构造了水溶液分子对赖氨酸(Lys⁺)电子结构的等效势. 首先用“自由团簇计算法”计算了一个含赖氨酸和水分子系统的电子结构, 通过调节水分子的空间位置, 求得能量最低的赖氨酸与水分子的相对空间构型. 然后以此空间构型为基础, 用“团簇埋入自洽计算法”计算赖氨酸在以水分子为外势条件下的电子结构. 最后再用“团簇埋入自洽计算法”计算赖氨酸在用偶极子代替水分子时的电子结构, 调节偶极子的极矩和位置, 使得以偶极子为外势和以水分子为外势的赖氨酸的电子结构尽量接近, 即得到了用偶极子势模拟的水溶液分子对赖氨酸(Lys⁺)的等效势. 计算结果显示, 水溶液分子对赖氨酸电子结构的主要影响是使各能级整体上移了约0.5032 eV, 并使Fermi面上的能隙增大了89%. 简单的偶极子势可以模拟水溶液分子对赖氨酸电子结构的影响.     

构造水溶液对苯丙氨酸电子结构的等效势

要精确计算水溶液中蛋白质分子的电子结构,必须将水对蛋白质电子结构的影响考虑进去.现利用第一性原理、全电子计算、从头计算,构造水溶液对苯丙氨酸(Phe)电子结构的等效势,这个等效势是由偶极子来模拟的,简单易用,可以方便地添加到蛋白质电子结构的第一性原理计算中.结果显示,由于水的存在,苯丙氨酸费米面附近八个能级平均上升约0.037 9 Ry,而这种水溶液对苯丙氨酸电子结构的影响可以很好地被我们所构建的偶极子势模拟.     

钯团簇掺杂钇原子的密度泛函研究

在相对论有效原子实势近似下,用密度泛函方法(B3LYP/LANL2DZ)计算了二元合金团簇PdnY(n=1-5)可能的几何构型和对应的电子态,得到一系列稳定异构体的结构参数、电子态、能量和谐振频率.用最高占据轨道(HOMO)与最低空轨道(HOMO)之间的能级间隙描述团簇的稳定性,Pd2Y团簇的能级间隙最大,PdY团簇的能级间隙最小.Pd-Y相互作用改变了纯钯团簇的几何构形和稳定性.计算结果对系统研究Pd-Y体系的物理化学性质具有意义.     

Mgn(n=2～7)团簇的几何结构研究

采用密度泛函DFT中的B3LYP方法,选择sdd和6-311+g基组,对Mgn(n=2～7)小团簇的各种可能结构进行优化,得到了它们的基态平衡结构并计算出其原子化能.研究表明:随着团簇尺寸的增大,单个原子的平均原子化能逐渐增大.同时分析了团簇的最高占据轨道与最低空轨道之间形成的能级间隙.计算出了电子亲和能和电离势.最后分析了费米能级、电子亲和能和电离势的变化规律及其原因.     

PdYn(n=O,±1,±2)团簇结构和能级分布的研究

在相对论有效原子实势(RECP)近似下,用密度泛函(B3LYP/SDD)方法,计算了PdY团簇及其±1价和±2价分子离子的结构、光谱性质和能级分布.计算结果可为研究Pd-Y团簇的微观分子反应动力学奠定基础.     

PdY~n(n=0,±1,±2)团簇结构和能级分布的研究

在相对论有效原子实势(RECP)近似下,用密度泛函(B3LYP/SDD)方法,计算了PdY团簇及其±1价和±2价分子离子的结构、光谱性质和能级分布.计算结果可为研究Pd Y团簇的微观分子反应动力学奠定基础.     

Pbn(n=2～9)团簇的几何结构和电子特性

在相对论有效原子实势（RECP）近似下,用密度泛函中的B3LYP/LANL2DZ方法,对纯Pbn（n=2-9）团簇的各种可能几何构型进行全优化计算,得到它们的基态结构和电子特性;分析了其形成规律;并计算了团簇的能级分布和最高占据轨道（HOMO）与最低空轨道（LUMO）之间的能级间隙（HLG）,分析了团簇的化学活性.     

Pu(H_2O)_5~(3+)和Pu(H_2O)_5~(4+)团簇的相对论密度泛函研究

用TPSSTPSS密度泛函方法,Pu离子和H2O分子分别采用相对论有效原子实势(RECP)和6-31g基组,研究了Pu(H2O)53+和Pu(H2O)54+团簇溶剂化和非溶剂化效应中的几何结构及紫外可见吸收光谱.计算结果表明:水溶剂环境对Pu(H2O)53+及Pu(H2O)54+团簇的几何结构影响都比较明显.NBO电荷分析表明水分子与钚离子之间没有直接的电荷转移.所研究团簇的未配对电子都占据5f轨道.在气相及水溶剂环境下,所研究团簇的紫外可见吸收光谱存在较大差距.主要的吸收峰大都源于f电子之间的跃迁.     

氨水团簇(H2O)n(NH3)m的稳定结构

利用Hartree-Fock方法对氨水团簇(H2O)n(NH3)m(m n=6)的一些可能构型进行了结构优化和频率分析;进一步用MP2方法计算了这些优化结构的能量和结合能.通过构型体系能量和结合能的比较,得到了这些团簇的最稳定结构;在此基础上还计算了这些团簇的电离势、电子亲和势,对(H2O)n(NH3)m团簇体系的结构和性质的进一步研究是有益的.     

AlmWn（m＋n=2-6）团簇结构与稳定性的研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,优化了AlmWn（m＋n=2-6）团簇的稳定结构,计算了团簇的电离势,电子亲和能,最高占据轨道能级（HUMO）和最低空轨道能级（LUMO）及二者间的能隙。得出了团簇均为空间立体结构,Al4W2团簇较其他团簇的稳定的结论。     

水环境下氢氧根水分子簇催化缬氨酸旋光异构及羟自由基致其损伤机理

基于MP2/6-311++G(2df,pd)//B3LYP/6-31+G(d,p)双理论水平, 用自洽反应场(SCRF)理论的SMD模型方法, 考察水环境下氢氧根水分子簇催化缬氨酸旋光异构及羟自由基致其损伤机理. 结果表明： 缬氨酸的旋光异构可在2个通道a和b实现, 通道a为氢氧根水分子簇与α-H和氨基通过氢键作用形成底物, 氢氧根抽取α-H后, α-C在另一侧抽取水分子的H; 通道b为氢氧根水分子簇与α-H和羰基通过氢键作用形成底物, 氢氧根抽取α-H后, α-C在另一侧抽取水分子的H, 通道b中的水分子辅助羟自由基抽取α-H可致缬氨酸损伤; 水液相环境下, 构象Val-1（氨基羧基间为单氢键）和构象Val-2（氨基羧基间为双氢键）在通道a旋光异构的决速步骤能垒分别为60.57,65.24 kJ/mol, 在通道b旋光异构的决速步骤能垒分别为56.76,64.11 kJ/mol, 羟自由基水分子簇致缬氨酸在通道b的损伤为温和的放热反应.     

微波偶极子在生物介质中比吸收率分布研究

微波偶极子辐射器在生物介质中比吸收率（ＳＡＲ）分布研究对腔道肿瘤热疗有重要实用意义本文根据电磁场理论模型和迭加原理,采用高斯积分法和辛普森积分法相结合,分别计算了无水冷、有水冷、单缝隙和双缝隙微波偶极子辐射器在生物介质中的ＳＡＲ分布结果表明：水冷可以较好地改善ＳＡＲ径向分布,增加治疗深度;而双缝隙可比单缝隙具有更为均匀的轴向ＳＡＲ分布,增加治疗体积该研究结果可为腔道水冷式微波偶极子辐射器的研制设计和临床应用提供参考依据     

单层含硫空位MoS2光伏效应的第一性原理研究

基于非平衡态格林函数——密度泛函理论，采用第一性原理研究方法，对单层含硫空位MoS₂的光伏效应进行了研究.利用能带图和联合态密度分析单层含硫空位MoS₂的光响应函数.结果表明:对于单层含硫空位的MoS₂，线偏光电流效应不明显，而圆偏光电流效应比较明显.计算模拟了随偏振角(相位角)变化的光响应函数，计算结果符合唯象理论.单层含硫空位的MoS₂可被应用于新型电子和光电子器件中，为进一步认识单层硫空位MoS₂的光电流效应提供了新的理论基础.     

基于虚拟实验平台的C60光裂解反应模拟

C60具有特殊结构.其结构对称,电子结构简单.在强激光照射下具有极快的反应.基于半经典动力学模型和MPI并行接口,构建了能够模拟激光化学虚拟实验的SMP集群平台.利用虚拟实验平台模拟C60在脉宽为80飞秒(fs)的激光脉冲激发下产生的光裂解反应.通过计算机模拟研究表明,C60在强激光照射下产生C,C2,C3等产物,与实验结果的对比表明,该平台能够真实地重复实验结果,并能够利用该平台研究不同强度激光参数对C60光裂解反应产物的影响,得到许多实验上无法获得的细节.     

超导石墨烯-正常石墨烯结中的近邻效应

基于Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理论,在紧束缚近似下,利用Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,通过自洽计算,研究了具有S波配对的超导石墨烯-石墨烯结中的近邻效应。针对在超导部分和正常导体部分的费米能级匹配和不匹配的两种情况,讨论了化学势对体系的局域态密度,以及配对振幅的影响。     

激发态对C60价电荷密度的影响

为发展sp3s*紧束缚模型，用于计算笼状纳米结构的电子结构．具体考虑了s*激发态对C60电子结构的影响．计算了C60团簇的能带结构和电子几率密度．计算的能隙值1．893eV与实验值符合得很好．同时，计算的结果也能对价带和导带进行很好的描述．     

温度对质子交换膜扩散性能影响的分子动力学模拟

为了研究Nafion膜的微细观结构及其输运特性,针对目前广为采用的Nafion 117膜并基于Materials Studio软件平台构建了一种分子动力学计算模型,在温度分别为300、353 K时,对其实施了计算,得到了不同水含量下Nafion 117膜的元胞结构,并依据该模型计算了水分子和水合氢离子的扩散系数.模拟结果表明:质子交换膜元胞的密度随水含量的增加而下降,和实验值基本一致,最大偏差在8%以内(300 K);当温度升高时,膜元胞密度降低,这与温度升高、膜体积膨胀导致密度降低的宏观分析完全一致.同时,研究了膜水含量、温度对水分子和水合氢离子在膜内的扩散系数的影响,增加水含量可以提高膜的质子传导率,同一温度下水含量越大,水分子和水合氢离子的扩散系数越大,且同一水含量下温度越高,水分子和水合氢离子的扩散系数越大.     

基于DDR内存总线的高速网络接入技术

在机群系统中,机群的互连网络性能对整个机群系统的性能有着至关重要的影响.机群系统要求互连网络具有高带宽、低延迟、高可靠等特性,传统的互连网络接入方法基本上基于PCI接口.本文提出了基于DDR DIMM内存总线的接入思想,采用可编程逻辑器件FPGA实现网络接口设计,通过直接读写内存方式提高并行接入带宽,并将部分通讯协议下载到网卡上以提高计算和通讯的速度.实测表明,在不包括上层协议的情况下,接口卡的数据接入带宽可达3120 Mbps,给出了基于FPGA的实现方法,并用Xilinx Virtex-Ⅱ Pro-20 FPGA进行了仿真和验证.     

含油气泥质砂岩薄膜电位理论及其在测井中的应用

地层水电阻率是测井解释中一个极其重要的参数,目前以纯地层条件推导的用于确定地层水电阻率的自然电位理论模型不适于含油气泥质砂岩地层。根据电化学原理,并结合泥质砂岩导电特性,以实验测量为依据,系统地研究了含油气泥质砂岩薄膜电位理论,并建立了改进的自然电位模型。研究结果表明,泥质砂岩薄膜电位与岩石阳离子交换容量、含油气饱和度、接触溶液浓度差密切相关。在浓度差一定的条件下,薄膜电位随岩石阳离子交换容量、含油气饱和度的升高而增大,其中含油气饱和度的影响相当于平衡离子浓度的变化。利用自然电位测井资料确定含油气泥质砂岩地层水电阻率时,必须考虑阳离子交换容量和含油气饱和度的影响。利用改进的自然电位模型进行的实例计算结果表明,该模型可以有效地用于确定泥质砂岩地层的地层水电阻率。