磁场作用下水溶液结晶过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法对不同磁场、温度条件下水溶液的结晶过程进行了模拟研究。计算结果表明，水溶液的结晶成核速率和晶体生长速率与磁感应强度之间具有多极值关系，特别在常温以及磁感应强度为0．25T时，磁场对水溶液结晶参数的影响最为明显。     

碳酸钙水溶液结晶的MD模拟

研究了温度对碳酸钙水溶液中Ca2+和CO2-3结晶的影响,应用分子动力学(MD)方法模拟了在不同温度下由方解石110晶面和300个水分子、2个Ca2+及2个CO2-3组成的水溶液系统,计算了温度为283 K～373 K的水溶液中水分子、Ca2+和CO2-3的扩散系数以及两种离子与表面的结合能.通过水分子和Ca2+及CO2-3的扩散系数的计算证明在温度为353 K时水溶液中离子最容易反应形成离子对,进而长成微晶,而在343 K时离子最不易结晶.通过结合能的计算,可以看出在313 K时离子与表面的结合能最大,此时离子最容易被晶体表面吸附而在表面上形成新的结晶,而在373 K时结合能最小.     

磁场对水内能作用的分子动力学模拟

将水系统视为正则系综 ,采用分子动力学模拟方法计算了磁场条件下水的内能、比热和径向分布函数。结果表明 ,磁场可以影响径向分布函数 g(r)的分布 ,使水的结构发生变化 ,从而导致水的内能、比热发生改变。水的内能、比热、径向分布函数伴峰的高度与磁场强度的关系均呈多极值特征 ,且在常温下磁感应强度为 0 .2 5T时 ,磁场作用最明显。     

磁场对水内能作用的分子动力学模拟

将水系统视为正则系统，采用分子动力学模型方法计算了磁场条件下水的内能，比热和径向分布函数，结果表明，磁场可以影响径向分布函数g(r)的分布，使水的结构发生变化，从而导致水的内能，比热发生改变，水的内能，比热，径向分布函数伴峰的高度与磁场强度的关系均呈多极值特征，且在常温下磁感应强度为0．25T时，磁场作用最明显。     

基于分子动力学模拟研究电场对NaCl水溶液性质的影响

应用分子动力学模拟方法研究了在常温常压下、不同粒子数的NaCl水溶液在无外电场和有外电场（）作用下的微观结构和动力学性质.研究发现在外电场作用下,NaCl水溶液呈现更加有序的结构;离子近程水化的结构也发生了变化,阴阳离子第一水化圈的水分子数减少;配位数也降低.     

外磁场作用下乙醇团簇的分子动力学模拟

采用NVT正则系综对乙醇分子团簇进行了分子动力学模拟．模拟结果表明,外加磁场和温度对乙醇分子簇的影响比较大．同一磁场下,乙醇分子簇的自扩散系数随温度的升高而逐渐增大;同一温度下,随着外加磁场的不断增强体系的自扩散系数逐渐减小．值得注意的是：当磁场增加到0．5T时,298K温度下的自扩散系数变化最为明显．同时,在273K和298K时随着外加磁场的增大乙醇分子簇的径向分布函数的峰值逐渐增大;而在323K时径向分布函数基本重合．     

磁场处理对蔗糖结晶过程作用的研究

本文以典型的有机工业结晶产品──蔗糖为研究对象，以新兴的磁场处理技术为手段，进行磁场处理对溶液结晶过程影响的基础理论研究。通过蔗糖单晶的静态试验和群品的动态试验，以及对精液某些特性的测量，发现适当的磁场处理能降低蔗糖的溶解度和糖液的粘度，并在某种程度上改变蔗糖晶体的内部结构，从而提高蔗糖晶体在糖液中的生长速率。展示了以磁处理技术强化工业溶液结晶过程的应用前景。     

水溶液中石墨烯剥离的分子动力学模拟

通过分子动力学模拟方法研究柔性石墨烯在水溶液中剥离的热力学机制。为了表征石墨烯与水溶剂之间的相互作用,研究了石墨烯周围水溶剂的结构性质;通过施加外力的方法剥离石墨模型中最外层的石墨烯,计算剥离过程中体系自由能的变化,并对剥离过程中微观结构变化以及石墨烯周围水溶剂结构性质进行分析。结果表明:石墨烯与水之间的相互作用较小;剥离石墨烯需要克服一定的能垒;石墨烯之间的相互作用决定了自由能能垒的大小,溶剂诱导的贡献对剥离起到促进作用;受限区域内的水溶剂分子对剥离起到重要的作用。     

磁场处理强化水溶液蒸发效能的研究

溶液经过磁处理后，结构发生变化，从而其物理及化学性质产生影响，本文研究了溶液（水及糖液等）经过磁场处理后其传热特性的变化，探讨磁处理过程的作用规律，为磁处理技术能够更好地应用提供必要的实验基础。     

磁场对碳酸钙结晶过程及晶型影响的研究

通过测定电导率变化研究了磁场对碳酸钙结晶过程的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对碳酸钙晶型进行了表征.结果表明,当Ca2+浓度低于2.5 mmol/L时,磁处理抑制碳酸钙的结晶速度;当Ca2+浓度高于2.5 mmo1/L时,磁处理促进了碳酸钙的结晶速度且抑制了晶粒的长大.随着磁场强度的增大,磁...     

纳米粒子介电泳的分子动力学模拟

为研究微流体环境下纳米粒子的介电泳现象并分析其介电泳特性,采用非平衡态分子动力学方法对纳米胶体粒子及其周围溶剂粒子进行建模.介电泳模拟之前,通过对系统能量和温度的趋衡过程进行模拟,使纳米胶体所处的微流体系统达到稳定状态,并得出系统能量以及温度变化过程的趋衡图.对纳米胶体模型施加非均匀电场,使胶体电偶极化.变化非均匀电场强度,研究胶体模型失效的一般规律.发现随着非均匀电场强度的增加,小离子有不断脱离大离子表面的趋势,胶体模型失效的临界电场强度参数为Eo=15s/(eó).此外,对不同极性的纳米胶体的介电泳现象进行模拟,发现在正介电泳情况下,胶体的电偶极距不断增大,且电偶极距大的胶体有较大的介电泳速度和位移.     

吸附诱导表面应力的分子动力学模拟

应用分子动力学方法结合镶嵌原子势,模拟研究了同质吸附Cu/Cu(100)和异质吸附Al/Ni(100)纳米薄膜中的吸附诱导表面应力.结果表明吸附原子对表面应力的影响主要源于两种原子间的相互作用;吸附原子和底物表面原子的结合将导致底物表面原子之间的化学键的强度减弱和平衡键长增加,从而导致表面压应力增加;吸附原子之间的相互作用也导致表面应力的变化,吸附原子间的吸引作用导致表面拉应力,而排斥作用导致表面压应力.这两种原子间相互作用所引起的表面应力与吸附原子的密度密切相关,吸附原子与底物表面原子的结合所引起的表面应力的大小与吸附原子的密度成线性关系,而吸附原子间的相互作用所引起的表面应力与吸附原子密度间呈非单调的依赖关系.     

硅纳米线热传导的分子动力学模拟

采用非平衡态分子动力学方法模拟了硅纳米线的热传导性能,并对其主要影响因素作了分析.模拟结果表明:在相同的温度区间(800~1 500 K)内截面形状为正方形的纳米线的导热系数要比体态硅小2个量级,且随着温度的上升,导热系数随之下降;当模拟温度固定时,导热系数随着纳米线长度的增加而增加,并趋于一个收敛值;同时当纳米线的截面面积增加时,导热系数也随之增加;当纳米线表面存在缺陷时,其热传导系数小于无缺陷纳米线的值.     

纳米尺度下对黏滑现象的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法研究了硅针尖在金刚石基底滑动的黏滑现象,讨论了纳米尺度下温度、滑动速度、载荷等因素对黏滑摩擦的影响.模拟结果表明,在纳米尺度下,原子排列规则的两固体间的滑动摩擦力呈现出周期性的锯齿型变化.摩擦力曲线的波动周期取决于滑动过程中基体沿滑动方向的晶格常数,同时受接触面原子排列结构变化的影响.在较低温度范围内,滑动摩擦力随温度的升高近似呈线性减小,对滑动摩擦力的波动周期和振幅影响不大.在一定速度范围内,滑动摩擦力主要受黏着作用的影响,滑动摩擦力的大小随速度的增大近似呈线性增大.在一定载荷范围内,滑动摩擦力随载荷的增大近似呈线性增大,振动周期变大.     

Molecular dynamics simulation of RNA pseudoknot unfolding pathway

Many biological functions of RNA molecules are related to their pseudoknot structures. It is significant for predicting the structure and function of RNA that learning about the stability and the process of RNA pseudoknot folding and unfolding. The structural features of mouse mammary tumor virus (MMTV) RNA pseudoknot in different ion concentration, the unfolding process of the RNA pseudoknot, and the two hairpin helices that constitute the RNA pseudoknot were studied with all atom molecule dynamics simulation method in this paper. We found that the higher cation concentration can cause structure of the RNA molecules more stable, and ions played an indispensable role in keeping the structure of RNA molecules stable; the unfolding process of hairpin structure was corresponding to the antiprocess of its folding process. The main pathway of pseudoknot unfolding was that the inner base pair opened first, and then, the two helices, which formed the RNA pseudoknot opened decussately, while the folding pathway of the RNA pseudoknot was a helix folding after formation of the other helix. Therefore, the unfolding process of RNA pseudoknot is different from the antiprocess of its folding process, and the unfolding process of each helix in the RNA pseudoknot is similar to the hairpin structure’s unfolding process, which means that both are the unzipping process.     

粗糙固体表面温度阶跃的分子动力学模拟

建立了粗糙纳通道内液体热传导的分子动力学模型,模拟研究了纳通道内液体的温度分布和液固界面处的温度阶跃现象,获得了液固相互作用强度、表面粗糙高度和壁面刚度对界面处温度阶跃的影响规律.研究结果表明:在固体壁面附近,液体温度偏离了线性分布,液固界面处出现了温度阶跃.与光滑表面相比,粗糙度的存在降低了液固界面处的温度阶跃程度.粗糙高度的增加扩大了液固相互作用面积,延长了近壁面附近的液体分子与固体之间的能量交换时间,强化了液固界面的能量传递,从而使得界面处温度阶跃降低.另外,提高液固相互作用强度或者降低固壁刚度均可使液固界面处温度阶跃程度减小.