N2-O2二聚物分子间相互作用势的第一性原理计算

原子间及分子间的范德瓦尔斯相互作用在分子结构和固体结构起着非常重要的作用. 在本文中,我们通过基于密度泛函理论的CPMD代码研究了氮气与氧气的分子间相互作用势, 所得结果与实验相符合. 在本工作中, 我们采用了最新且有效的范德瓦尔斯修正描述了至今还没有理论研究的氮气与氧气二聚物的分子间相互作用势.     

理论计算在GaN范德华异质结的光催化的研究进展

近年来,后石墨烯时代许多新型二维材料表现出优异的物理化学性能,同时以二维半导体材料为基础构建的二维范德华异质结复合材料为改善光催化剂性能开辟了新的研究方向。二维范德华异质结光催化剂可以增强对可见光的吸收和降低电子和空穴的复合,极大提升光催化性能。氮化镓（gallium nitride,GaN）材料具有禁带宽度大、电子漂移速度快、抗腐蚀性强和耐高温等优点,这为其作为半导体光催化剂提供了可能。介绍了光催化剂材料筛选和二维GaN基范德华异质结研究进展等,通过第一性原理密度泛函理论对二维GaN基异质结体系的光催化性质进行研究分析。     

范德华力对双层碳纳米管扭转屈曲的影响

基于弹性壳体模型对双层碳纳米管的扭转屈曲问题进行了研究,计及层间范德华力的影响,建立了双层碳纳米管扭转屈曲的临界条件,并进行了数值计算.研究表明,当管径比较小时,范德华力的影响较小.     

Coupling mechanism of multi-force interactions in the myosin molecular motor

The dynamics of the myosin molecular motor as it binds to actin filaments during muscle contraction are still not clearly understood. In this paper, we focus on the coupling mechanism of multi-force interactions in the myosin molecule during its interaction with actin. These forces include the electrostatic force, the van der Waals force and the Casimir force in molecular dynamic simulations of the molecules in solvent with thermal fluctuations. Based on the Hamaker approach, van der Waals and Casimir potentials and forces are calculated between myosin and actin. We have developed a Monte Carlo method to simulate the dynamic activity of the molecular motor. We have shown that because of the retardation effect, the van der Waals force falls into the Casimir force when the distance between the surfaces is larger than 3 nm. When the distance is smaller than 3 nm, the electrostatic force and the van der Waals force increase until the myosin becomes attached to the actin. Over the distances studied in the present work, the electrostatic force dominates the attractive interactions. Our calculations are in good agreement with recently reported experimental results.     

氯化氢与乙烯加成反应中化学键动态转变的图像

利用从头算方法研究了氯化氢(HCl)与乙烯(CH2CH2, C2H4)的加成反应。依据分子形貌(MF)理论,计算得到了分子中一个电子所受到的作用势(PAEM)及Dpb,研究了该反应过程中化学键的形成、断裂及范德华相互作用。在分子中紧邻的两原子之间,如果两原子间的Dpb值比体系的电离能大,表明两者之间主要是成键相互作用,反之是范德华相互作用。研究表明,MF理论能够很好地描述分子间的这种范德华作用,并能够特征化化学键的形成或断裂,进而为分子间的化学键形成或断裂提供新的转变图像。     

CO2气体等焓膨胀的焦耳-汤姆逊效应

运用van der Waals状态方程讨论焦汤系数和转换温度,通过对CO2实际气体等焓膨胀的焦汤系数及转换温度与van der Waals理论值比较发现,CO2实际气体的焦汤系和转换温度与理论值偏差不大,基本能反映实际气体的焦耳-汤姆逊的各种基本关系,可应用于一般热力学的定性分析。     

Bird-Carreau型黏性van der Waals流体周期解的渐近稳定性

讨论了一维可压缩黏性van der Waals流体系统的渐近稳定性,其中黏性系数为满足Bird-Carreau模型的非线性函数,压力为非凸函数。通过构造能量函数并运用能量估计方法及单调算子理论,证明得出：大黏性条件下初值位于稳定区域时,以及大黏性、小扰动条件下初值位于亚稳定区域时,该类van der Waals流体的解是渐近稳定的。     

Monte Carlo simulation of thermodynamic properties for two-dimensional Lennard-Jones fluids

Canonical ensemble Monte Carlo simulations have been carried out to investigate the thermodynamic properties of two-dimensional fluids subjected to truncated Lennard-Jones 12-6 potential. The simulations of thermodynamic states sweep across liquid-vapor regime over a wide range of thermodynamic conditions. Simulated isotherms behave van der Waals loop-like characteristics in the liquid-vapor phase-transition region. It suggests a continuous isothermal phase transition in the case of micro system, in which the system size prohibits phase separation. Two-dimensional dimensionless van der Waals equation of states has been obtained from theoretical analysis. By fitting simulated data to this equation, temperature-dependent parameters in the equation have been determined.     

模型势MCP应用于分子间相互作用的研究

使用模型势MCP计算了含重元素的氢键和vail der Waals相互作用体系的几何结构与结合能。结果表明，在MP2水平，应用MCP基组研究分子间相互作用时，可以使用Boys和Bernardi提出的均衡校正法进行基函数重叠误差（BSSE）校正；与同一水平的全电子基组相比，经BSSE校正后的结合能AEcP平均相对误差为5．2％，结果准确，但是BSSE普遍较大；使用MCP基组的计算时间远小于全电子基组，MCP方法的效率随原子的电子层数增加而提高。     

燃料电池电动汽车氢消耗量的计算

针对“清能3号”燃料电池电动汽车在一次国际性比赛上所给出的燃料经济性指标结果,比较了用van derW aa ls方程和氢气压缩系数计算氢气质量的两种方法。通过计算得出了合理的燃料经济性指标,指出赛会组织者应用van derW aa ls方程计算燃料经济性指标有误,同时建议使用压缩系数法。给出了由气体压强p、体积V和温度T计算气体质量m的解析解,列出了在压强、体积采用不同单位时,对应的普适气体常数R和改正项a、b的数值,为求解van derW aa ls方程提供了方便。     

对理想气体和范氏气体摩尔热容的再认识

讨论了理想气体和范德瓦耳斯气体的绝热过程，着重指出理想气体的摩尔热容比只在高温段可看作常量．而范德瓦耳斯气体的摩尔热容比即使在高温段也不可看作常量．     

蛋白质-核酸复合物中氢键和范德华力作用位点偏好性分析

对蛋白质-核酸复合物结构中氢键/范德华力作用位点氨基酸与核苷酸的偏好性(即相对使用频率)进行了统计分析.发现:(1)在蛋白质-DNA复合物结构中,范德华力作用对与氢键数量相当;而在蛋白质-RNA复合物结构中,范德华力作用对数量要远多于氢键;(2)复合物结构中氢键和范德华力作用位点上对氨基酸的偏好性差异显著;(3)氨基酸...     

用原子的X_α电荷密度计算van der Waals半径

利用原子的X_α电荷密度,在采用Norman规则选取原子球半径基础上,根据对大量分子中各原子Norman 半径的计算,提出一条确定原子在不同分子环境下Van der Waals 半径的简单经验公式.用此公式计算了18个常用原子在81个分子中的Van der Weals 半径,并对其物理意义进行了讨论.     

CO2在离子液体中溶解度的模型研究

将PRSV状态方程应用到CO2气体在离子液体中的溶解度计算，并根据离子液体在不同温度下的密度数据，得到了PRSV状态方程用于离子液体时的方程参数，分别用与G^E模型NRTL相结合的Wong-Sandler和van der Waals混合规则来关联计算CO2气体在离子液体中的溶解度，并优化得到气体与离子液体的交互作用参数。其计算结果的平均相对误差分别为9．45％和6．60％。     

读《范德瓦耳斯气液状态方程纵横谈》的几点体会

对《范德瓦耳斯气液状态方程纵横谈》一文所涉及的几个问题进行了分析,指出了其不妥之处,并给出了正确的解释方法.     

一种新的二元Lennard-Jones链式流体互扩散系数计算公式

在前期工作提出的Lennard-Jones链式(LJC)流体自扩散系数计算公式的基础上,将计算平衡性质物性参数的范得瓦尔斯混合法则尝试应用于迁移性质的计算中,提出了一种新的计算二元LJC流体互扩散系数的计算公式.公式不包含二元可调参数,物理意义更加明确.通过不同温度、组分范围的12对二元LJC流体的270个实验点对新的方法进行了验证,新公式计算结果与实验值的平均绝对偏差为6.98%.与其他计算方法的比较结果显示,该计算方法具有更高的精度.     

Progress on gecko-inspired micro/nano-adhesion arrays

Gecko’s excellent adhesion ability is thought to derive from van der Waals force generated between the millions of keratinous hairs/setae and the contact surface. Fabricating highly gecko-inspired foot-hair becomes one of the key technologies to realize the three-dimensional-obstacle-free motion of robot. Researchers have fabricated various gecko-like foot-hair arrays which have leaning, large end, and hierarchical structures. Those significant works are summarized and suggestions for future work are proposed in this paper.     

P—T方程用于含夹带剂超临界流体相平衡的计算

将PT状态方程应用于固体溶质在含夹带剂超临外流体中的溶解度的计算。对溶质的物理性质、方程参数及二元交互作用参数的影响进行了较详细的讨论。在此基础上建立了一个新的立方型状态方程参数的混合规则,将该混合规则与PT状态方程相结合计算固体溶质在有无夹带剂超临界流体中的溶解度较采用传统的van der Waals混合规则计算的结果有较大改进。该混合规则在低压下溶质溶解度较低时可恢复到van der Waals混合规则。     

平均场理论中临界点的简易求法

根据临界点的物理性质,利用三次方程的卡尔丹关系式,提供了一种在平均场框架内求解临界点的简便、明晰的方法,并用此方法对磁系流、范德瓦尔斯方程及伊辛模型的临界点进行了讨论;同时分析了这种方法的数学基础和物理实质.     

蛋白质-核酸复合物氢键与范德华力作用位点分析

为了深入了解蛋白质-核酸相互作用模式,对复合物结构中氢键/范德华力作用力位点上的氨基酸和核苷酸的偏好性(即相对使用频率)进行了统计分析.结果表明:氢键/范德华力作用位点上对氨基酸的偏好性差异均极其显著,与蛋白质-核酸特异作用密切相关的残基侧链与核苷酸碱基间相互作用力位点对氨基酸类型的选择特异性更高;单链RNA分子与蛋白...