平衡分子动力学模拟研究

1 模型和 方法
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1 1 势能模型 水 的势 能模 型 分为量 子 力学势能 和 经 验势 能模 型 两类 。 由
于 s Pe ( : im p l e p 。 i n t 。h a r g e ) 模 型 形 式 简 单 , 故 本 文 中水 分
分子动力学模拟的计算及应用
导读：本辑归纳了分子动力学研究，分子动力学计算，分子动力学模，水分子动力学串行优 化，运用代数法的事件驱动分子动力学模拟，固液界面能的分子动力学计算，分子动力学特 性及其模型，分子动力学模拟的计算及应用。
中国学术期刊文辑（2013）
百度文库录
一、理论篇 水分子在碳纳米管中扩散结构的分子动力学模拟 1 水汽液界面特性的平衡分子动力学模拟 3 水在纳米管道中流动行为的分子动力学模拟 8 碳纳米管膜分离 LiMg2 的分子动力学模拟 15 铁和钒中级联碰撞的分子动力学模拟研究 21 氧化钛表面拓扑结构对蛋白质吸附的分子动力学模拟 29 液态 PbCu 合金结构与扩散性质的分子动力学模拟 35 液体壁面滑移的分子动力学研究 40 一维到二维石墨烯声子热传导的分子动力学模拟 47 二、发展篇 一种高效的多细胞分子动力学算法 52 异丙醇汽液界面特性的平衡分子动力学模拟 56 异恶唑衍生物缓蚀剂缓蚀性能的分子动力学模拟 61 阴离子 Gemini 表面活性剂在油水界面行为的分子动力学模拟 66 用分子动力学模拟 Ryanodine 受体中小肽的功能和结构 73 有机分子在聚乙烯膜中扩散过程的分子动力学模拟 78 有机小分子溶液的红外吸收光谱的分子动力学模拟 83 运用代数法的事件驱动分子动力学模拟 88 运用代数法的事件驱动分子动力学模拟刘彬 97 运用代数法的事件驱动分子动力学模拟刘彬屠长河 107 载能氢同位素原子与石墨 001 面碰撞的分子动力学研究 117
0 引言 碳 纳 米 管 由于 其 特 殊 的 物 理 特 性 和 结 构 性质 近 年 来 备 受 关 注 , 尤 其 是 受 限在 碳 纳 米 管 中 的水 , 它 的 动 态 和 静 态 性质 有 许 多 有 前 景 的应 用 。 由于 受 碳 管 孔 径 大 小 的 限制 , 碳 管 中 的 水 分 子表 现出 了 明显 的 非均匀性 , 其特性 与 宏 观状态下 的 水 分子 区 别 很大 。 受 限在碳 管中的 水 分子 的动 力学和 结构特性对碳 管作 为纳米流体器件 , 在 污水净化 、 气体 分离 、 海水淡化 、 纯水制 备 、 食 品 工 业 、 生 物 工 程 、 医 疗 卫 生 和 石 油 化 工 等 方 面 的应 用 研 究 都有 明显 的影 响 。 在 过去 的几 年有 很多 关于水 在碳 纳米 管 中结构 的模拟 研 究 , 模 拟 显 示 CN T : 中 水 的 结 构 呈 现 多 样 的 变 化 。 如 果CN T : 的 直 径 和 水 分 子 接 近 , 管 中 水 不 能 够 相 互 穿越 , 分 子 将 作 单 队 列 运 动 。 在 大 孔 径 的CN T : 中 , 水 出 现 层 状 的 覆 盖 管 壁 的典 型 结 构 , 而 层 内水 分 子 的 排 列 形 式 则 因 文 献 而 异 。 等 N 。 。 n [1 」和 L i u 等 [2 」发 现 分 子 以 非 常 有 序 的方 式 排 列 , 以管 轴 线 为 中 心 形 成 螺 旋 链 状 水 分 子 层 。 K o g 。等 [ 3 」则 看 到 在 极 高 压 强 下 , 水 分 子 形 成 正 N边 形环 状 结 构 , 边 数N 取 决 于 管 径 , 如 (1 4 , 1 4 ) 时N 二4 , ( 1 5 , 1 5 ) 时N 二 5 , ( 1 6 , 1 6 ) 时N 二 6 , M a : h l [4 」等 发 现 在 室 温 条 件 下 , (9 , 9 ) 纳 米 管 中 出现 正 六 边 形环 状 结 构 , 但 在 ( 7 , 7 ) , ( 8 , 8 ) 和 ( 1 0 , 1 0) 的 管 中 没 有 类 似 的结 构 。 与 之 不 同 , 在 ( 1 0 , 1 0) 的 管 中 也 有 报 道 中 轴 含 有 水 分 子 链 的正 八 边 形 壳 层 结 构 , (9 , 9 ) 上 只 出 现 八 边 形 骨 架 。 S t 八 。 1 。等 模 拟 发 现 : 在 2 9 8 K 时 , (8 , 8 ) 管 中 立 方 水 结 构 出现 从 无 序 到 有 序 的 相 转 变 ; 2 4 8 K 时 , ( 1 0 , 1 0) 的管 中 八 边 形 水 出 现 从 无 序 到 有 序 的相 转变 。 从 上面 看 出, 迄 今 为止 , 已 有的实 验只 证实 了 CNT : 中 水 确 实 存 在 有 序 的 构 型 , 但 没 能确 认 其 结 构 , 因 而无 法 判 别 究 竟 哪 些 模 拟 结 果 是 正 确 的 。 本 文 模 拟 了 水 在 (8 , 8 ) CN T : 中 不 同温 度 下 水 的 结 构 , 模 拟 显 示 温 度 在 3 0 0 K下 水 呈现 正 四边 形 结 构 , 在 温 度 低 于 3 0 0 K和 高 于 3 0 0 K 时 水 分 子 结 构 的 有 序 度 降低 。
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水分子 在碳 纳 米 管 中扩 散 结构 的 分子动 力学模拟
马 云 霞 赵慧霞 杨晓峰 (中北 大 学 山西 太原 0 3 0 0 5 2 )
摘 要 : 利 用 分 子 动 力 学模拟 受 限 于碳 纳 米 管 中的 水 在 不 同 温度 下 的 结 构 , 在 不 同 温 度下 观 察水 在碳 纳 米 管 中的 结 构 分 布 。 关 键词 : 分子 动 力 学 ; 温度 ; 碳 纳 米管 中图 分 类号 : T B 3 8 3 文献标 识码 : A 文章 编号 : 1 6 7 1 一 巧 9 7 (2 0 12 ) 1 0 2 0 1 5 9 一 0 1