应用量子力学 第二版

本书是为电子工程、光电技术、材料科学等应用物理专业的大学生撰写的一部应用量子力学导论课程教材，旨在帮助这些学生了解量子力学基础，使他们能对这些与未来科学技术的进步密切相关的应用领域做出更多的贡献。     

分子模拟辅助油气田缓蚀剂研究进展

针对酸性和高酸性油气田的腐蚀问题,综述了酸性油气田防腐用咪唑啉及其衍生物、苯腈类母体化合物、有机胺及其衍生物等缓蚀剂防腐的技术现状和缓蚀剂的防腐机理,介绍了分子模拟作为一门新兴的综合性计算化学技术在缓蚀剂结构设计和化学分析中的作用,重点强调了分子模拟辅助开发缓蚀剂的应用。分子模拟的发展为未来研究开发苛刻环境和复杂要求条件下具有优良综合性能、无污染的缓蚀剂具有重要的意义。     

相平衡，相图和相转变热力学基础，第二版

热力学原理是研究相平衡、相转变和相态等问题的基础，对于理解材料的性能至关重要。尽管这是一个复杂而富挑战性的领域，但是计算机技术使材料学家能够更轻松的模拟和分析日益复杂的体系。为了合理地运用数学模型，准确地解释计算结果，对基础热力学的扎实掌握显得尤为必要。     

沸石对气体混合物吸附分离性能的分子模拟研究

采用分子模拟的方法研究了21种具有不同拓扑结构的沸石对二氧化碳/甲烷、二氧化碳/氮气两个混合体系的分离能力。通过研究这些沸石结构和性质得到沸石吸附选择性与材料结构参数之间的关联关系。结果表明:对于所研究的两个混合体系,沸石均优先吸附二氧化碳,即二氧化碳的吸附量远大于甲烷和氮气的吸附量。为了定量描述沸石结构-性质之间的关系,尝试将沸石的吸附选择性与材料常用的结构参数(如两个气体组分无限稀释状态下的吸附热差、孔体积、孔率和比表面积)进行关联,发现沸石材料的选择性与常用的单一的材料结构参数没有好的关联,但沸石的吸附选择性与吸附度关联较好。该结果可应用到沸石的分离以及沸石材料预筛选的评价中。     

分子模拟技术在乳化沥青研究中的应用

利用分子模拟技术对乳化沥青的乳化和稳定机制进行研究。选用结构不同的基质沥青,基于改进的B-L法,构建三维无定型平均结构;利用分子模拟软件构建水/乳化剂/沥青体系进行分子动力学模拟;通过界面形成能、界面层厚度、扩散系数等参数研究沥青与乳化剂相互作用对油水界面性质的影响。结果表明:分子模拟技术能够有效表征乳化沥青乳化和稳定机制;随着乳化剂用量的增加,界面形成能增大、界面层厚度增加、分子扩散系数变小,乳化剂单层膜的稳定性增加,降低油水界面张力的能力增强;对于不同的沥青体系,具有高芳碳率、高环烷碳率、高芳香环缩合度、低烷基碳率的沥青与乳化剂的相互作用越强,界面形成能绝对值越大、界面层厚度越大、扩散系数越小,乳化剂降低沥青/水界面能量的能力越强。     

β-环糊精-三乙醇胺超分子体系的量子化学从头算研究

用量子化学从头算的方法对来自于晶体结构模型的β-环糊精-三乙醇胺超分子体系进行了研究,计算采用密度函数法在Gaussian94程序中执行,并用B3LYP参数作了相关能的校正.分别分析了体系的能量、偶极矩和包合物非氢原子的Mullicon聚集数.计算结果表明超分子体系的稳定性来自于主客体分子间的非键相互作用以及偶极相互作用,环糊精包合物主客体之间无明显的电荷转移迹象,包合物的稳定性与客体分子的尺寸和氢键生成能有关,与实验测定的晶体结构数据相一致.     

硝酸钾电解质溶液的结构和热力学性质的计算机分子模拟

对硝酸钾电解质溶液进行了分子动力学计算机模拟研究.水分子采用简单点电荷(SPC)三节点模型,钾离子被看作带电硬球,硝酸根离子采用刚性四节点模型,同时考虑节点间的库仑长程作用和L-J相互作用,对库仑长程作用采用EWALD求和方法进行计算.研究结果表明,随着溶液浓度的增加,水-水相互作用的总势能绝对值升高;高浓度溶液中水-水作用能的升高与水分子排列有序化程度的提高有关,即在浓溶液中水分子的偶极取向更加有序化,说明有更多的水分子参与水化.     

硝酸钾电解质溶液的结构和热力学性质的计算机分子模拟

对硝酸钾电解质溶液进行了分子动力学计算机模拟研究。水分子采用简单点电荷（SPC）三节点模型，钾离子被看作带电硬球，硝酸根离子采用刚性四节点模型，同时考虑节点间的库仑长程作用和L-J相互作用，对库仑长程作用采用EWALD求和方法进行计算。研究结果表明，随着溶液浓度的增加，水-水相互作用的总势能绝对值升高；高浓度溶液中水水作用能的升高与水分子排列有序化程度的提高有关，即在浓溶液中水分子的偶极取向更加有序化，说明有更多的水分子参与水化。     

计算机模拟探讨磺胺分子印迹聚合体系

磺胺主要用于抗菌消炎,但易产生耐药性.本文以磺胺(SNM)为模板,甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、三氟甲基丙烯酸(TFMAA)为功能单体,利用量子化学方法,采用DFT/B31YT/6-311++G**基组优化计算模板与功能单体的结构参数和能量来研究磺胺分子印迹聚合体系的不同功能单体和磺胺相互作用的强弱,结果表明,磺胺分子印迹体系的最佳功能单体为丙烯酰胺(AM).同时也计算模拟了分子印迹体系的溶剂化能大小,选择出了体系的最佳溶剂为三氯甲烷.研究结果对磺胺分子印迹的合成具有理论参考意义.     

分子模拟技术在淀粉化学课程教学中的创新型应用

利用计算机模拟技术进行辅助专业课程教学已是当前高校教育发展的一种趋势。该文分析了淀粉化学课程教学存在授课模式单一、实验平台欠缺、理论性强难以直观理解等问题。针对这些问题,通过应用实例,创新性地把分子模拟技术引入到淀粉化学课程教学授课过程中,形象逼真地模拟淀粉分子结构变化及其与蛋白质、脂质、氨基酸等其他物质相互作用过程,使分子水平的反应体系宏观展现在演示平台或课件中,使基础专业类的淀粉化学课程教学更加生动形象、通俗易懂。     

聚丙烯/聚苯乙烯共混体系相态结构的耗散粒子动力学模拟

通过计算Flory-Huggins相互作用参数,采用耗散粒子动力学(dissipative particle dynamics,DPD)模拟方法对聚丙烯(PP)/聚苯乙烯(PS)共混体系的相态结构进行研究.结果表明,共混体系温度越高,剪切速率越大,则分散相的分散性越好,颗粒尺寸越小.通过对分散相聚并过程的观察,发现剪切过程又能诱导聚并发生.另外,随着PS相对分子质量的增加,PS相的黏度增加,造成PP和PS黏度比变大,分散相尺寸差异变大.     

利用超分子体系模拟生物体G蛋白耦联受体型信号转导过程

以生物体G蛋白耦联受体型信号转导过程为模拟原型,利用自组装方法构建了具有分子间信号转导能力的超分子体系。带正电荷的肽脂质分子与人工受体共同形成脂质体,乳酸脱氢酶(LDH)(效应器)通过静电作用吸附到脂质体上,乳酸脱氢酶的竞争性抑制剂(Cu2+)抑制LDH活性(相对酶活性为11.6%),进而共同组成了一个酶活性处于关闭状态的超分子系统。向超分子体系中加入信号分子——磷酸吡哆醛(PLP)后,PLP通过静电作用吸附到带正电荷的脂质体表面,并与人工受体形成希夫碱;希夫碱与LDH竞争铜离子,解除铜离子对LDH活性的抑制,恢复LDH的催化活性,使相对酶活性达到83.0%。实验结果表明,超分子体系完成了从信号分子到效应器(酶)活性变化的信号转导过程,可以利用超分子体系构建调控酶催化活性的超分子器件。     

模拟物理世界：从量子力学到流体动力学的分级模拟

随着计算机技术的蓬勃发展，分子模拟技术在生物、物理和化学研究中正扮演着越来越重要的角色。本书是第一本全面介绍从原子分子尺度到宏观尺度模拟的经典之作。作者系统地阐述了从量子力学到流体动力学每一级近似下的基本理论，以丰富的背景材料和理论模型分析了每级近似的应用范围，另外还提供了Python语言编写的应用和示例程序。     

现代测试技术及分子模拟在假紫罗兰酮合成教学改革中的探索

针对当前高等学校有机化学实验课程教学中普遍存在的教材老化、教学模式刻板,学生对实验条件、过程和原理缺乏准确的理解及对产物没有综合解析的能力等问题,探索将有机合成、现代测试技术及计算化学等课程相结合的教学模式.文章以假紫罗兰酮合成教学为例,利用核磁共振等仪器及分子模拟引导学生解析产物结构,正确理解反应机理及如何有效控制反...     

HPAM/PPG颗粒悬浮液驱油体系增黏机制的分子模拟

采用分子动力学模拟方法从原子分子层次考察聚合物HPAM/PPG(聚丙烯酰胺/聚丙二醇)颗粒悬浮液驱油体系的增黏性质。结果表明：当溶液中聚合物HPAM和PPG颗粒总的质量浓度相同的情况下,聚合物HPAM质量浓度占比增加时,体系提供更高的黏度;聚合物HPAM具有更大的回转半径,形成更多的交联,从而提供更高的结构黏度;较强的相互作用有利于形成稳定的水化层,实现水动力学增黏;—COO^-形成的水化层中水分子数量更多,更容易形成水化层且形成的水层更稳定,对水动力学黏度的贡献更大;聚合物HPAM的亲水基团对水动力学黏度的贡献大于PPG颗粒亲水基团的贡献。     

催化裂解过程分子尺度的反应动力学模拟Ⅱ.反应动力学模型的建立

在深入研究催化裂解反应机理的基础上,采用结构导向集总方法制定各分子的反应规则,并结合Monte Carlo方法建立了分子尺度的催化裂解反应动力学模型.两种工况条件下的模拟结果表明:产品产率和汽油性质与实际值能较好地拟合,模型具有较好的适应性和外推性.