一、几何构型不同的Na团簇碰撞动力学研究（论文文献综述）
刘爱清[1]（2021）在《启动剪切下缔合高分子网络的结构与力学性质的模拟研究》文中进行了进一步梳理超分子聚合物网络是由线形或支化聚合物通过可逆非共价键（例如氢键,π-π共轭,金属配位和离子相互作用）的物理缔合而形成的。交联的可逆性为他们提供了可以用作自愈合,刺激响应和形状记忆材料的独特能力。与传统的聚合物和由共价交联的聚合物构成的化学网络相比,由于在温度升高或浓度降低时粘度急剧下降,它们还具有优越的加工和循环利用性能。超分子聚合物网络的潜在应用激发了人们对理解其结构,动力学和流变性质的物理机制的浓厚兴趣。缔合高分子瞬态网络的结构、动力学和流变特性主要取决于缔合基团之间的非共价相互作用的性质和高分子链的组成,特别是分子链上缔合基团的分布会导致不同的松弛机制。在缔合高分子的溶液或熔体中,缔合基团由于相互吸引而聚集形成团簇,这些团簇将高分子链互相连接形成瞬态网络。计算模拟可以通过团簇分析的方法来观察网络结构的演化,进而探究结构与性质之间的关系。在本文工作中,我们分别研究了线形遥爪高分子、遥爪星形高分子和多缔合点线形高分子在启动剪切过程中的结构和力学性质。主要内容如下:1.启动剪切过程中线形遥爪高分子的力学性质和结构性质的研究:在本工作中,我们采用布朗动力学探究了线形遥爪高分子凝胶网络在启动剪切过程中的应力-结构关系。流场强度用Weissenberg number（Wi）来表示,其中流场强度范围为12.6～12640。在弱剪切Wi=12.6时,剪切应力在短时间内随剪切应变成正比,随后出现应变硬化现象,然后通过最大值(σmax,γmax)并最终减小直到达到稳态。在应力的演变过程中,凝胶网络仅被轻微破坏,并且基本上随时间保持其骨架,应变硬化行为源自高分子链的过度拉伸。另一方面,中等剪切强度Wi=505.6时的应力-应变曲线与低剪切强度Wi=12.6时有两点差异,即消失的应变硬化行为,这是由小应变时凝胶的严重破裂引起的;以及大应变时应力的急剧增加,这是由于大应变时的网络恢复现象。最后,在强剪切流Wi=6319.7下,凝胶网络会在剪切开始时立即破裂,此时应力-应变曲线与传统高分子流体类似。2.启动剪切过程中遥爪星形高分子的力学性质和结构性质的研究:在本工作中,我们采用布朗动力学探究了启动剪切过程中两种浓度的星形遥爪高分子网络的结构和力学性质的变化。通过选取的四个剪切速率（?=0.0001,0.001,0.01,0.05）得出了应力应变曲线。研究表明,两种体系在低剪切速率下,与线形遥爪高分子相比,在小应变时没有出现明显的应变硬化现象,应力随着应变的增加而增大,经过应力最大值（应力过冲点）后开始下降最终达到稳定值。在整个过程中,流场诱导了小尺寸的团簇聚集形成尺寸更大的团簇,从而导致了团簇的尺寸分布明显后移;当剪切速率升高至?=0.01时,高浓度体系在大应变时应力在到达稳定值前出现了上升区,原因是团簇的重新缔合;最后,在强剪切速率?=0.05下,剪切开始时团簇立即发生破裂,大尺寸团簇破裂成更多小尺寸团簇和自由基团,高浓度体系中,团簇破裂导致的应力下降小于流场导致的应力增加。3.启动剪切过程中多缔合点缔合高分子的力学性质和结构性质的研究:本部分工作采用布朗动力学模拟方法,研究了两种不同浓度（φ=0.2,0.85）的多缔合点高分子体系在启动剪切过程中的力学性质和结构性质的变化。通过选取四个剪切速率（?=0.0001,0.001,0.01,0.05）,模拟发现,不同剪切强度下的应力应变曲线均出现了应力过冲现象,不同点在于高浓度体系在高剪切下出现了应力恢复。在应力演变的过程中,网络结构的改变占主导。当φ=0.2,小应变时团簇数增多;大应变时,高剪切速率下团簇数量下降。当φ=0.85,小应变时团簇数减少,大应变时,中等剪切强度下的团簇数会出现上升的趋势。由于两种浓度中的网络结构的不同改变,低浓度体系中高分子链的取向角对剪切速率的依赖性较明显。本论文的模拟结果为理解缔合高分子体系的宏观力学性质和微观结构变化提供了帮助,为物理凝胶网络在各领域的应用起引导作用。
尹锐琳[2]（2021）在《重要反应的全局精准势能面的研究》文中提出氢元素,锂元素是宇宙中星系演化和恒星模型的关键元素,在过去的几十年里,由于团簇中其他原子的加入会改变其金属性质,所以金属与另一种元素的混合团簇被广泛地研究。作为宇宙中最简单的元素---氢,以及质量最轻的金属元素---锂,其组合（混合团簇）成为了科学研究的重点。而Li2H作为异核簇合物中具有低电子数的稳定中性三聚体,可以用来模拟更复杂混合簇的电子结构和化学吸附现象,所以对Li2H分子的研究成为了当前研究的热点。科学家们对于这个体系主要从分子光谱,绝热势能面,以及动力学方面做了详尽的研究,在此基础之上,我们对该体系的绝热和非绝热势能面进行了精准的构建,并且从势能面中提取了稳定结构,过渡态,避免交叉点以及锥形交叉点,得到了准确的构型。在星际介质中丰度较大的元素还有碳元素,所以理论科学家们对开壳层基态碳原子C（3P）与其它分子发生碰撞反应的绝热和非绝热过程也进行了大量研究。F2分子是卤素中最简单的分子,该分子在大气化学中起着重要作用,也可以作为研究卤素的代表。并且将碳与F2分子结合起来还会生成一种重要的有机化合物代表---碳烯,该物质是有机化学中重要的反应媒介。通过实验和理论上对于CF2的准确研究,发现其构型空间存在着四个最低电子态（包括一个三重态和三个单重态）,本课题也在此基础上对CF2体系进一步研究。采用多组态相互作用（MCSCF/MRCI）结合Dunning等计算基组,利用从头算法对Li2H和CF2体系进行能量数据点计算,利用三次样条函数插值法（B-spline）对能量点进行数据的拟合。计算结果的准确性与能量点的选择有关,所以我们应用Jacobi坐标对Li2H和CF2体系分别构建了74070个和34816个分子构型,从而演绎了精准的势能面。由于不同电子态间的相互作用不同,例如当体系的电子态发生简并,态与态之间产生锥形交叉时,电子态之间的耦合会非常强烈,难以在绝热表象下直接用数学函数来表达,进而引入了非绝热势能,电子态之间的耦合包含在非绝热势能面中,不需要被直接表达,且可简化薛定谔方程,而非绝热过程的动力学模拟在原则上可以在绝热表象中进行,所以我们根据已经得到的绝热电子态的单点能和两个耦合电子态间的绝热—非绝热的转换矩阵,可以获得透热表象下的能量,从而将绝热与非绝热势能联系起来。同时,对于Li2H和CF2体系的锥形交叉点（Conical Intersection）和避免交叉点（Avoided Crossing）我们也进行了相关研究。
王振江[3]（2021）在《相对论离子与原子和原子二聚体碰撞电离的理论研究》文中认为随着相对论重离子加速器的出现,使用高能量相对论离子进行离子原子碰撞实验已经成为探索未知物理现象的新途径。与非相对论情形不同,相对论离子产生的场不再具有球对称性,这造成了相对论离子与原子体系碰撞动力学过程的特殊性,引起了原子物理学工作者的极大兴趣。除此之外,相对论离子产生的场还具有能量密度高,作用时间短等极端特性,所以当原子体系受到如此奇异的相互作用时,极有可能产生预料之外的物理现象。在本论文中,我们从理论角度考虑了两个相对论离子参与的碰撞问题。第一个问题为圆偏振激光场中的相对论离子原子的两体碰撞电离,第二个问题是相对论离子与氦二聚体碰撞双电离。从最基本的微扰理论出发,针对这两种碰撞体系,采用合理的近似建立了散射振幅的计算方法,得到了相应的物理结果。我们在圆偏振激光场中的相对论离子原子的两体碰撞电离过程的研究中,首先得到了相对论碰撞能区两体碰撞峰的位置和宽度。当激光参与时,我们发现即使是对原子本身没有任何影响的微弱激光场,也可以显着改变两体碰撞动力学过程,从而对电子能量谱线产生极为可观的影响。而随着碰撞能量的提升,我们发现相对论动力学特性造成的两体碰撞峰迅速展宽会降低激光场的对两体碰撞峰的影响。在关于离子与氦二聚体双电离问题的研究中,我们着重考虑了主要反应通道:仅由入射离子的作用造成两个氦原子电离。本文以波恩近似,对称程函近似为基础,建立了相对论离子与氦二聚体碰撞的理论处理方法。我们的计算结果阐明了此双电离通道总截面与氦二聚体空间取向以及核间距的关系,在研究入射离子与具有极远核间距氦二聚体的垂直碰撞时,发现了极为明显的相对论效应,此时相对论入射离子独特的场显着增强了总截面。
赵曦[4]（2021）在《不同能量、电荷态离子与N2O分子碰撞的电离解离研究》文中进行了进一步梳理在原子分子物理学研究中,碰撞实验是获得原子分子结构和动力学信息的重要手段,反应谱仪和多重符合测量技术的发展为原子分子碰撞的多粒子动力学研究提供了重要的工具。离子与原子分子碰撞的电离解离有着复杂的相互作用和动力学机制,研究人员开展了大量的低能区和高能区的离子碰撞实验,并提出了多种碰撞作用机制,但对中能区离子-分子碰撞的认知仍然较少。本论文工作基于兰州近代物理研究所320 kV高压综合实验平台的离子与原子分子碰撞动力学实验终端,开展了中能区的离子-分子碰撞实验,分别选用能量为56 keV/u的Ne4+和Ne8+离子,以及5.7 keV/u的Xe15+离子与N2O气体分子进行碰撞,符合测量反应产生的多个碎片离子和电荷态变化的炮弹离子,利用获得的离子三维动量和能量信息对离子-分子的碰撞过程、解离过程及动力学等进行了细致研究。此外,论文工作还包括与陈磊博士合作研制的一台（e,2e+ion）符合谱仪,用来实现分子框架下的电子动量分布测量。本论文共有六章,各章主要内容如下:第一章简要介绍了离子碰撞实验的研究背景和方法,以及在碰撞过程、解离机制和分子构型重构几个方面的研究进展;第二章给介绍了离子-分子碰撞的实验装置与实验方法,着重介绍了反应显微成像谱仪的各个部分,以及鉴别反应产物和确定其动量和能量的技术与方法;第三章介绍了能量为56 keV/u的Ne4+和Ne8+以及5.7 keV/u的Xe15+与N2O气体分子的碰撞实验研究,通过对N2O2+和N2O3+的两体解离碎片和散射炮弹离子的多重符合测量和数据分析,获取了每个解离通道的动能释放（Kinetic Energy Relase,KER）分布,并结合理论计算的分子离子的势能曲线揭示了各个解离通道的反应路径,研究了不同能量、电荷态的炮弹对分子电离解离的影响。第四章是离子碰撞诱导的多电荷态分子离子N2Oq+（q=2,3,4）的解离机制研究。重点介绍了利用新发展的方法提取出N2O2+延迟解离通道KER分布和亚稳态N2O2+的寿命谱,确定了亚稳态N2O2+延迟解离的路径和寿命。在对N2O3+和N2O4+三体解离的研究中,利用三个碎片离子的动量关联分析鉴别出N2O3+的一种直接解离通道和两种次序解离通道,以及N2O4+的三种直接解离通道和一种次序解离通道,并分析了相应的物理机制。在第五章中,我们利用多电荷态分子离子N2Oq+（q=2-6）的库仑爆炸解离,获得了碎片离子的KER分布和动量关联角,并结合自己发展的数值计算方法重构出N2O分子离子在解离时刻的几何构型参数,研究结果表明对于能够用库仑爆炸模型很好地描述的解离通道,实验重构的分子键长和键角与中性分子的平衡构型参数一致。第六章介绍了（e,2e+ion）符合谱仪的研制工作,主要介绍了谱仪的总体设计和各个部分的结构、谱仪的初步调试结果、以及尝试开展的电子碰撞CH3I分子的电离解离实验,实现了电子-电子-离子的三重符合测量,初步获取了 CH3I分子沿C-I键轴方向的1e轨道电子动量的角向分布,验证了（e,2e+ion）实验的可行性。最后是对博士期间工作的总结以及对未来工作的展望。
卫冬丽[5]（2020）在《席夫碱类共价有机框架材料应用于水体中污染物去除的实验与理论研究》文中指出随着工业化进程的加快,水体污染已经成为普遍存在的污染形式之一,由此引发的供水安全与生态健康问题引起了全球关注。吸附法操作简便、反应速率快、能耗较低、环境友好,吸引了大批科研工作者们的研究热潮。共价有机框架材料（COFs）是一类通过共价键链接的长程有序框架材料,其比表面积大、孔隙率高、结构可调、稳定性好。COFs材料的设计与合成完成遵循框架化学的基本原则,以基本结构研究和功能性探索为导向,通过动态化学键将有机小分子进行有序组装,实现高度功能化。席夫碱反应是目前搭建COFs材料最为流行的方法之一,其合成工艺绿色环保,所合成的产物具有更强的溶剂（水、有机溶剂、酸/碱等）稳定性,是未来COFs材料科学发展的主要趋势。结合COFs材料自身优势,通过一定的功能化修饰,设计新的功能单元和拓扑结构,将具有非常重要的实用价值和应用前景。此外,理论计算可通过方程函数描述体系内粒子间的相互作用,在分子层面分析体系内不同物质之间的相互作用机理,不仅可省去实验成本与耗时,还可以辅助实验开展机理研究,具有非常重要的理论指导意义。本文将基于理论与实验相结合的方式,从席夫碱链接键出发,通过合成与吸附应用研究,探索席夫碱类有机共价框架材料的在水处理领域的应用。通过此次研究,不仅可以节约巨大的时间成本和经济成本,为未来材料选型提供理论参考;还改善了 COFs轻质特性带来的回收再利用困难的症结。具体研究内容如下:1)深入分析第一性原理计算的基本原理,通过公式推导,说明计算过程中的参数设计原则,并通过实例论证第一性原理在分子层面分析物质间相互作用机理的实用性与可靠性。在实例中选用氧化石墨烯模型,采用DFT方法和MD动态模拟分析不同含氧基基团（（环氧基（-O-）和羟基（-OH）））对氯酚在GOs表面的吸附行为,多角度论证和呈现体系中π-π相互作用力、氢键、静电引力和疏水作用在吸附去除中扮演的角色,尤其对于吸附这样一个多因素交织的复杂环境,利用计算化学补充分子水平上作用机理的探讨或者预测实验难以抵达的纬度,具有非常重要的理论指导意义。2)探索席夫碱键对于溶液中U（VI）的去除是否具有促进作用。选择富含纤维素和木质素的生物质材料作为研究对象,这一设计主要基于两点考虑,一是因为纤维素和木质素中含有席夫碱反应必需的单元基础（-NH2）;二是其内含有优质的空腔分布结构,易于表面更多活性位点的暴露。通过对其进行席夫碱改性后发现,席夫碱改性确实非常有利于强化吸附剂的吸附性能（从215.02 mg·g-1增加至574.81 mg·g-1）。利用先进的仪器分析法研究席夫碱改性后材料（PNN）在吸附去除U（VI）时主要涉及的反应机理,发现含氮官能团在去除过程中扮演着十分重要的角色。由此可见,探索席夫碱类COFs材料在环境治理方面的应用,确实具有可观的应用前景和实用价值。3)引入密度泛函理论方法,根据分子维度的几何构型和电子轨道排布信息,从相互作用机制的理论角度比较和评价常见席夫碱类COFs在捕获水溶液中Cr3+的应用价值。本文选取胺与醛缩合形成的亚胺键（Imine-）、酰肼与醛缩合形成的腙键（Hydrazone-）、肼与醛缩合形成的吖嗪键（Azine-）、连胺与连醛缩合形成的吩嗪键（Phenazine-）、以及酸酐与胺缩合形成的聚酰亚胺键（β-ketoenamine）五种席夫碱类COFs作为吸附剂,研究比对其对水溶液中水合Cr3+离子的去除性能,探讨了这五种席夫碱基团对溶液中Cr3+的去除机理。此外,考虑到过渡金属Cr3+离子的水化行为,增设三种Cr3+水化同分异构体（Cr（H20）43+,Cr（H2O）53+和 Cr（H2O）63+）,系统地探讨 Schiffbase COFs-Cr（H2O）n3+水合离子在分子维度的相互作用机制,为COFs材料在环境修复领域的应用提供设计依据。结果表明,所选的5种席夫碱类COFs材料均对Cr3+水合离子的去除表现出可观的吸附潜力,尤其是亚胺类、吩嗪类、β-酰亚胺类COFs表现尤甚。此外,Cr3+水合离子的水合程度同样对吸附有着双刃作用:一方面可与COFs形成氢键进而捕获Cr3+;另一方面,随着水化层水分子的增加,会由于位阻效应的影响致使结合能降低。所得结论可为将来COFs材料在环境修复领域的应用提供有益的理论参考。4)考虑COFs材料的搭建只需C、H、O、N等轻质原子,这一特性使得吸附后的材料在回收再利用方面面临着严峻的分离困难。磁性改性可通过在COFs材料内镶嵌附着一定的MNPs磁性离子,继而利用简单的磁性分离即可实现重复利用。在此次研究中,选用溶剂热法成功地合成了一种磁性共价有机骨架（Fe3O4@TpND）。合成过程首先完成磁性粒子（Fe3O4）的制备以及氨基修饰（Fe3O4-NH2）,目的是通过在Fe3O4表面附着丰富的氨基（-NH2）基团,这样磁性Fe3O4就可以通过与TpND的其中一个单体Tp进行席夫碱缩水反应,从而将磁性Fe3O4粒子编织入COFs框架中。通过材料表征发现,该材料同时兼具TpND孔隙分布充沛和活性位点丰富的优势,以及磁性粒子Fe3O4易于磁性分离的特征。通过Batch实验研究表明,Fe3O4@TpND对BPA的吸附不仅具有可观的吸附容量（114.97 mg·L-1,298K,pH 6.0）,同时反应迅速、pH应用范围广、可再生能力强,确实具备实际推广的应用潜力。此外,为了进一步阐明BPA与TpND分子间的相互作用机理,采用了静态密度泛函理论计算（DFT）和分子动力学（MD）模拟相结合的方法,通过对其几何结构、能量和电子性质的研究,发现TpND主要通过酚醛基团与BPA分子形成氢键最终实现BPA的去除。从动态MD模拟的角度来看,吸附剂的BPA的团簇大小和TpND的物理孔隙结构对吸附过程也具有显着的聚集效应。此次研究将为席夫碱类COFs材料在吸附领域的应用提供理论支持,此外,本研究可有效改良COFs轻质不易分离的缺陷,助推COFs材料在水净化领域的应用。
窦翔宇[6]（2020）在《反应-扩散调控材料成核过程的分子动力学模拟》文中认为成核广泛地存在于物质转化过程中,是很多学科和领域的核心科学问题,比如雾霾治理、药物合成、纳米材料制备等。但是成核过程从实验上很难直接观测,实验数据的匮乏导致现有成核理论不得不基于诸多假设和猜测。本文采用高时空分辨率的分子动力学（MD）模拟的手段来研究材料成核过程,探索反应和扩散对成核过程的调控作用,给出基于反应和扩散调控的成核动力学模型,为材料结构定向合成提供理论指导,为解决涉及成核的工程问题提供新思路。本文首先建立了适用于本研究的分子动力学模型。包括MD模拟的基本流程,初始化、数值积分、后处理、力场计算等多步过程。详细阐述了运动方程数值积分以及长程力求解,给出不同方法的优劣分析。对MD模型中的力场进行了分类梳理,根据研究体系选取了相应的力场,如嵌入原子势（EAM）描述模拟体系的金属原子间相互作用,Bucking力场适用于描述成核过程的离子间相互作用,OPLS（optimized potentials for liquid simulation）力场用于描述研究体系中的有机溶剂（如甘油）等。由于OPLS力场应用于甘油分子模拟时,出现了势能稳定性问题,因而对该力场参数进行了修正。修正后的力场模拟甘油体系运行正常且能量稳定,解决了非键氢氧原子的重叠问题,在新力场下甘油分子的宏观热力学性质和动力学性质与实验结果吻合更好。将此修正力场应用于银原子在甘油水溶液的成核过程,模拟的银核尺寸分布与实验结果吻合较好,从而进一步验证了修正后力场的有效性。接下来,研究了反应离子的扩散系数对成核过程的调控作用。采用全原子分子动力学模拟办法,在不同甘油体系中,模拟了碳酸钙溶液的成核过程,发现了碳酸钙成核速率与扩散系数成指数正相关。采用紫外吸收光谱方法,研究了碳酸钙在不同甘油体系中的成核过程,验证了模拟结果。而后,通过向碳酸钙溶液中施加脉冲能量加速离子扩散速率,在相同过饱和度的条件下,模拟了不同脉冲能量的碳酸钙在水和甘油溶剂中的成核过程,确定了成核速率与扩散系数的指数关系。在实验中通过在碳酸钙溶液中,引入超声外场,验证了分子动力学模拟结果。比较模拟得到的临界尺寸和扩散系数关系,发现扩散系数越大,临界尺寸越小。在经典成核理论中成核速率与扩散系数呈线性相关,但在本文中实验和模拟结果均表明无论增大或减小扩散系数,成核速率与扩散系数均呈指数关系,这种差异可能来自碳酸钙体系的二次成核,由于晶核聚集导致的成核速率激增是传统结晶理论预测的盲区。进一步,研究了反应和扩散对材料成核过程的调控作用。分别针对原子尺度和颗粒尺度的成核单元,采用调控成核单元浓度和扩散系数的办法,对不同反应和扩散条件下的成核过程进行了 MD模拟研究。在原子尺度MD模拟中,采用EAM势和库仑力场来描述原子间的相互作用。采用溶剂粘度调控银原子扩散速率,发现了银成核速率与银原子的扩散系数的指数正相关。通过调控银原子初始浓度来改变银原子的反应生成速率,得到了银原子成核速率与银原子的浓度呈正相关,这一结果符合传统结晶理论预测。进一步统计不同反应和扩散条件下的成核单元碰撞次数,发现了成核速率与成核单元的碰撞次数呈线性关系。以银颗粒为基本成核单元的成核模拟中,在不同反应和扩散条件下,也得到与银原子相似的模拟结果,银颗粒碰撞次数与成核速率线性相关（R2=0.98）。此外,针对带电体系,发现了其表面电荷对于成核过程的调控规律,不管是原子还是颗粒,当其表面电荷增大时,碰撞概率降低,成核速率也随之降低,这归因于成核单元间的斥力增大。最后采用原位电镜技术研究了不同反应和扩散条件下的银成核过程,验证了反应和扩散对成核过程的调控作用。基于以上发现,提出了碰撞成核动力学模型。本研究提高了对成核过程的理解和调控能力。
占顺[7]（2020）在《自驱动纳米马达在化学通道和振荡系统中的动力学性质》文中研究说明自驱动微纳米马达是一种微纳米尺度的机器,它能够将周围环境中的化学能、热能等能量转化为动能从而实现自推进运动。这些微纳米机器有能力以自主的、有针对性和选择性的方式去执行一些关键任务,在癌症诊断、药物靶向输运、水质修复等方面有着诸多应用前景。本文采用介观模拟方法做了两部分的研究,一部分讨论了斑图微通道作为化学芯片,控制微纳米马达进行定向运动的性质,另一部分讨论了周期性振荡的活性环境下微纳米马达动力学的特性。目前,在实验上对微纳米马达的研究主要是制备各种类型的活性粒子并探索它们在的动力学行为,例如实验已经实现金-铂微棒、金-镍微棒以及Janus粒子在过氧化氢水溶液中的自推进运动,但受限于马达微小的尺寸及所处环境的强涨落行为,实验的精细研究有一些困难。而在模拟中则可以不受实验条件的限制,在各种复杂环境中研究马达动力学性质,例如环境中的障碍物、势阱和活化程度等对马达聚集的影响。本文第一章对自驱动马达的进展情况和开展的研究做了简要的介绍。第二章介绍了本文所用的数值模拟方法与基本粒子模型:是一种结合分子动力学（MD）和多粒子碰撞动力学（MPC）建立的通过化学反应进行自驱动的球形二聚物马达的动力学模型,在我们的模型中溶液粒子是显性的。在第三章中,我们采用MD—MPC模拟方法构造了化学斑图芯片,研究了利用斑图芯片控制微纳米马达进行定向输运的性质。在这一章里介绍并研究了活化的斑图环境对活性物质的控制作用。斑图微芯片装置由充满燃料粒子的化学带状通道组成,这些通道可以在实验中通过时空斑图的化学表面反应等方法来实现。通过建立纳米二聚物马达在微通道中的传输动力学模型,我们研究了不同的二聚物马达面积分数和半径对马达输运效果的影响,结果发现二聚物马达的面积分数和半径的增加都降低了马达的首次巡航时间（第一个马达到达终点的时间）,但其机理不同:面积分数影响着接触和进入微通道的概率,而半径决定了化学通道内部的自推进力。研究结果表明马达的输运效率更容易受颗粒大小的影响。在第四章中,我们用MD—MPC方法模拟研究了在周期性振荡的活性环境中微纳米马达的动力学。由于浓度梯度和流体动力耦合与马达之间的相互作用,这些马达的集体运动受到环境的振荡特性的影响很大。我们建立了振荡介质中球形纳米二聚物马达的动力学模型并进行数值模拟研究,研究结果表明了环境中化学物质浓度周期性的振荡变化是如何引起马达运动团簇周期性的分散和聚集变化的。本章分析了马达形成团簇的动力学过程、周期性变化的推进和扩散行为以及瞬时形成团簇的结构,并在相图中给出了马达团簇聚集的转变速率与二聚物马达密度和环境中化学物质浓度变化的振荡频率的关系。本文的研究与结果能为设计传输微纳米级物体的微流控集成器件提供一定的参考与帮助,有助于二聚物马达在复杂活性介质中自组装的应用。
石敬民[8]（2019）在《复杂环境中二聚物纳米马达的集体动力学模拟研究》文中研究说明在生物体内分子马达通过水解ATP释放能量产生平移、旋转等运动,进行物质与能量的输运。借鉴生物马达的这些重要功能,近年来,科学工作者人工合成了结构简单的纳米马达,用于药物的定向运输、水质监测、环境治理等方面。另外,在过去的二十年中,在统计、化学和生物学交叉领域中,活性体系动力学的性质引起了广泛的研究。本文采用介观模拟的方法,主要研究了两类成对自驱动马达的相互作用动力学性质及动力学机理。在第一章中,对自驱动马达的研究背景,运动机理,应用前景等做了简要介绍。在第二章中介绍了基于粒子水平的介观模拟方法-多粒子碰撞动力学（MPC）,对MPC算法的基本步骤、耦合化学反应、性质等进行较详细介绍。在第三章中,我们提出基于粒子的微观二聚物纳米转动马达模型,并运用MD-RMPC方法通过数值模拟和理论分析来研究活性二聚物对马达的动力学性质。我们发现二聚物马达可以表现出集群现象,如聚集和形成团簇。二聚物马达像双联体一样会形成稳定的配对结构。数值模拟与理论分析相吻合。在第四章中,我们研究将两个二聚物马达置于化学活性介质中,马达上的反应与溶液反应耦合。溶液反应改变了非平衡浓度梯度。另外通过改变内在反应速率常数来改变介质的化学活性,发现马达对具有丰富和复杂的动力学行为,即旋转马达对和布朗马达对。我们研究了潜在的动力学机制。最后给出了配对状态对溶液化学活性的依赖性的相图。本文的研究结论有助于加深自驱动马达的集体动力学结构和相行为的理解,并且为各种条件下的合成马达的设计和动力学研究提供了一个建模平台。对实验的开展具有指导作用。
毛倩[9]（2018）在《燃烧中纳米颗粒物生成机理的分子动力学研究》文中指出火焰场中纳米颗粒物的生成广泛存在于实际工业燃烧过程中。在高温火焰场中,纳米颗粒物的形成涉及气相反应、颗粒成核、碰撞、烧结、团聚等一系列复杂的多相、多尺度的物理化学过程。理解纳米颗粒物在火焰场里的生成规律是控制燃烧颗粒物排放、实现清洁燃烧的关键,也是主动调控高温火焰场实现纳米材料合成的基础。本文以上述两类纳米颗粒物（碳烟颗粒、金属氧化物纳米颗粒）为研究对象,采用分子动力学模拟的研究方法,揭示了纳米颗粒物在高温火焰场中成核、碰撞、烧结、相变等动力学行为的普遍规律。首次运用ReaxFF分子动力学模拟方法研究燃烧中的碳烟成核问题。发现火焰温度和多环芳烃（PAH）分子结构共同决定了初始碳烟的成核路径及形貌。低温时（晕苯,T<1000 K）,PAH单体通过分子间相互作用形成局部堆叠结构的碳烟颗粒。通过构建PAH二聚过程正逆反应速率常数与温度和PAH分子结构的经验关系式,发现PAH分子二聚过程对碳烟成核的贡献有限。N2分子与PAH二聚物的碰撞将降低PAH二聚物的稳定性,进一步抑制PAH通过物理路径成核。当温度超过2500K后,PAH单体发生化学键断裂,随后通过化学成核的路径形成以‘碳链’衔接的堆叠结构及富勒烯结构的碳烟颗粒。进一步考虑了金属元素对碳烟成核的作用,发现Fe原子可以有效促进PAH单体活化,PAH单体长大及碳烟异相成核。1500 K,Fe原子促进PAH分子中C-H键的断裂,碳烟成核由化学和物理路径共同决定。2500 K,Fe原子进一步促进PAH分子内C-C键断裂,碳烟成核过程由化学路径主导。金属团簇的存在同样可以提高PAH分子物理成核的温度上限,降低化学成核温度并加速碳烟的石墨化。对于金属氧化物纳米颗粒的形成过程,运用经典分子动力学模拟方法,揭示了TiO2纳米颗粒粒径、晶格结构和温度对其烧结过程的影响,发现烧结过程诱导产生的相变。当烧结温度高于颗粒熔点时,烧结过程主要受粘性流动机制主导,且无成核现象。当烧结温度低于颗粒熔点时,颗粒的烧结过程受表面无定型结构及内部有序晶格结构的双重作用,烧结后期发生相变。无定型颗粒与核-环结构颗粒烧结过程中,发现无定型结构首先成核,后期颗粒发生相变。通过采用配位数和键角分布函数表征TiO2颗粒局部晶型,揭示了纳米颗粒烧结过程中形成的晶界有助于新晶型的产生并诱发颗粒的相变。
黄勃松[10]（2017）在《基于原子核反应输运模型对光核反应的研究》文中认为光核反应相比于核-核反应具有纯电磁相互作用,反应末态产物干净,且反应效率高等优点,可以用来作为研究核反应与结构的一个理想探针。目前在基础研究方面,该反应机制已在很多领域,包括粒子物理、原子核物理以及天体物理得到广泛的应用。同时在应用领域和应用前景也是非常的广泛,如核废料的处理,高能光子治疗等。中能区（入射光子能量在?介子阈值以上GeV以下）的光核反应有诸多重要的应用。在核物理中,中子分布一直以来难以在实验上提取。可以通过光核吸收过程产生的0?的截面来对中子皮的计算以提取中子分布。在这一能区,通过产生?介子可以作为研究核子核子相互作用的有效手段。另外,通过光吸收过程产生的?介子,可以成为通过重构手征对称性来提供QGP在强子化时发生自发对称性破缺的重要信息。因此对中能区的光核反应的研究具有重要的意义。本论文的工作之一是在IQMD模型的基础上加入了光子吸收道,建立了在中能区（200-700MeV）以IQMD为基础的光吸收过程的模型。并与实验数据做了比较,在一定程度上符合得较好,并且与GiBUU模型的计算结果基本吻合,说明了在这一能区光核反应过程与模型无关。相比于GiBUU模型,QMD能够在核碎片等问题上给出很好的描述,因而在以后的研究中可以作为计算光致碎裂的过程有效手段。光的准氘核吸收过程的研究由来已久,通过光子被原子核中的一对类氘的核子吸收后发射出的中子和质子的观测量,可以用来作为研究核内部结构信息的探针。本工作在EQMD模型的基础上加入光的准氘核吸收机制,可以计算在准氘核能区（70-120MeV）光吸收过程。通过计算的轻核12C和16O的能损和反冲动量与实验数据相比,大致上符合,保证了在EQMD框架下准氘核吸收过程计算方法的合理性和可靠性。?团簇结构一直以来是核结构争议最大的问题之一。目前大多数认为团簇结构可以存在稳定的激发态以及基态中。最近的理论和实验都给出了证据说明团簇核在空间中具有非常明显的几何特征。对于基态的16O,一般认为是正四面体构型。对于16O激发态,一般是风筝型,方形和长链型构型。12C的激发态可能是长链型和三角形,其基态可能是无团簇态和三角形的混合。对于这些可能存在的团簇构型原子核,可以通过低能的光子与原子核的准氘核的吸收机制来作为探测核团簇的结构存在与否以及判断其构型几何特征的有效方法。在本论文的第二工作中,通过EQMD模型的冷却过程我们得到12C和16O不同构型,利用已经加入准氘核吸收机制的EQMD进行计算。通过末态三体衰变道发射的中子和质子的信息,得到不同团簇构型之间有明显区别的观测量。表明其可以作为团簇结构的几何效应的敏感探针。另外,本计算给出观测量能定性说明不同构型的几何效应的影响。由于不同模型,给出的团簇结构会有差异,一些微观模型给出的团簇结构如12C叠加得非常剧烈,在这种情况下,会给出更加复杂定量的计算结果。
二、几何构型不同的Na团簇碰撞动力学研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、几何构型不同的Na团簇碰撞动力学研究（论文提纲范文）
（1）启动剪切下缔合高分子网络的结构与力学性质的模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高分子链模型 |
| 1.3 遥爪线形高分子 |
| 1.4 遥爪星形高分子 |
| 1.5 多缔合点高分子 |
| 1.6 计算机模拟概述 |
| 1.7 本论文研究意义及主要内容 |
| 第二章 模拟方法 |
| 2.1 分子动力学模拟 |
| 2.1.1 运动方程 |
| 2.1.2 势能函数 |
| 2.1.3 约化单位 |
| 2.1.4 边界条件 |
| 2.2 多粒子碰撞动力学(MPCD) |
| 2.3 分子动力学与多粒子碰撞动力学耦合(MD-MPCD) |
| 第三章 启动剪切下线形遥爪高分子的结构和力学性质 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型与模拟参数 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 力学性质 |
| 3.3.2 结构性质 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 启动剪切下遥爪星形高分子的结构和力学性质 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型与模拟参数 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 力学性质 |
| 4.3.2 结构性质 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 启动剪切下多缔合点高分子的结构和力学性质 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型与模拟参数 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 力学性质 |
| 5.3.2 结构性质 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 附录 泊肃叶流中星形高分子在管道内的跨流迁移、结构和动力学性质 |
| 1 引言 |
| 2 模拟方法 |
| 2.1 模型和参数 |
| 2.2 泊肃叶流 |
| 3 结果与讨论 |
| 3.1 结构性质 |
| 3.2 动力学性质 |
| 4 小结 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（2）重要反应的全局精准势能面的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 势能面(Potential energy surface) |
| 1.2 选题背景及意义 |
| 第2章 理论知识基础 |
| 2.1 势能面构建理论 |
| 2.1.1 量子化学从头算法(Ab initio calculation) |
| 2.1.2 势能面的性质 |
| 2.2 近似理论 |
| 2.2.1 绝热近似(Born-Oppenheimer近似) |
| 2.2.2 非绝热近似(广义B-O近似) |
| 2.2.3 绝热向非绝热的转换 |
| 2.3 双原子光谱简介 |
| 第3章 计算过程与方法 |
| 3.1 势能面的构建 |
| 3.1.1 分子构型的选取 |
| 3.1.2 单点能的计算 |
| 3.1.3 势能面的拟合 |
| 第4章 H+LI_2反应全局精准非绝热势能面的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论计算方法 |
| 4.3 结果分析与讨论 |
| 4.3.1 双原子势能曲线 |
| 4.3.2 二维(2D)基态绝热势能面 |
| 4.3.3 二维(2D)第一激发态绝热势能面 |
| 4.3.4 避免交叉(ACP)和锥形交叉(CI) |
| 4.3.5 二维(2D)非绝热势能面 |
| 4.4 章末总结 |
| 第5章 CF_2分子第一激发态的精确势能面 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论计算方法 |
| 5.3 结果分析与讨论 |
| 5.3.1 二维(2D)绝热势能面 |
| 5.3.2 反应路径 |
| 5.4 章末总结 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在校期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）相对论离子与原子和原子二聚体碰撞电离的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号列表 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 离子原子碰撞理论的发展 |
| 1.1.1 波恩近似 |
| 1.1.2 扭曲波近似 |
| 1.1.3 数值计算理论 |
| 1.2 激光场中的原子碰撞物理学 |
| 1.3 原子二聚体的研究进展 |
| 1.3.1 有关原子二聚体的物理学 |
| 1.3.2 氦气二聚体的研究概述 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 离子-原子碰撞的微扰论方法 |
| 2.1 半经典方法 |
| 2.2 匀速运动离子的场 |
| 2.3 一阶微扰理论 |
| 2.4 半经典近似与平面波波恩近似的等价性 |
| 2.5 散射截面的变换 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 激光场中的相对论离子原子两体碰撞电离的理论研究 |
| 3.1 离子原子碰撞电离中的两体碰撞峰 |
| 3.1.1 经典粒子的两体碰撞 |
| 3.1.2 两体碰撞峰的位置和宽度 |
| 3.2 电子在平面电磁波中的运动 |
| 3.2.1 经典电子在平面电磁波中的运动 |
| 3.2.2 电子在平面电磁波中运动的量子力学描述 |
| 3.3 激光场中的离子原子碰撞的理论计算 |
| 3.3.1 电子碰撞前后的状态 |
| 3.3.2 散射截面的计算细节 |
| 3.3.3 包含束缚态的空间积分 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 圆偏振激光场对两体碰撞过程的影响 |
| 3.4.2 不同规范的影响 |
| 3.4.3 与强场近似的对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 相对论离子与氦二聚体碰撞中的双电离过程 |
| 4.1 相对论离子与氦原子碰撞单电离过程 |
| 4.1.1 一阶波恩近似 |
| 4.1.2 对称程函近似 |
| 4.1.3 包含库伦波函数的矩阵元计算 |
| 4.2 氦二聚体双电离的理论模型 |
| 4.2.1 独立原子近似 |
| 4.2.2 双电子对称程函近似 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 氦二聚体空间取向与核间距对双电离截面的影响 |
| 4.3.2 三种理论特点分析 |
| 4.3.3 相对论效应的体现 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 附录A类氢离子波函数 |
| A.1 非相对论库仑连续态波函数 |
| A.2 类氢离子相对论束缚态波函数 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（4）不同能量、电荷态离子与N2O分子碰撞的电离解离研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 离子碰撞电离解离实验 |
| 1.2 离子分子碰撞电离解离研究进展 |
| 1.2.1 碰撞机制及对解离影响 |
| 1.2.2 分子离子的解离机制 |
| 1.2.3 分子几何构型 |
| 1.3 论文的研究目标以及章节结构 |
| 参考文献 |
| 第2章 离子碰撞电离解离实验装置与实验方法 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.1.1 超音速冷靶 |
| 2.1.2 飞行时间质谱 |
| 2.1.3 两维位置灵敏探测器 |
| 2.1.4 数据获取系统 |
| 2.2 数据处理与动量重构 |
| 2.3 实验方法 |
| 参考文献 |
| 第3章 离子碰撞电离解离动力学的研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 反应通道的鉴别 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 离子碰撞N_2O分子的解离机制研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 N_2O~(2+)两体延迟解离 |
| 4.3.2 N_2O~(3+/4+)三体解离 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 库仑爆炸成像N20分子构型 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 利用N_2O~(2+/3+)两体解离重构分子键长 |
| 5.3.2 利用N_2O~(3+/4+)三体解离重构分子构型 |
| 5.3.3 利用N_2O~(5+/6+)三体解离重构分子构型 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 (e,2e+ion)电子-离子符合谱仪的研制 |
| 6.1 (e,2e+ion)研究概述 |
| 6.2 谱仪设计 |
| 6.2.1 电子探测系统 |
| 6.2.2 离子探测系统 |
| 6.2.3 电子束源系统 |
| 6.2.4 电子学和数据采集系统 |
| 6.2.5 谱仪的供电系统 |
| 6.2.6 真空腔体、真空获取系统以及磁屏蔽 |
| 6.3 (e,2e+ion)谱仪的调试 |
| 6.3.1 谱仪的对中 |
| 6.3.2 探测器的调试 |
| 6.3.3 电子探测系统的调试 |
| 6.3.4 离子探测系统的调试 |
| 6.4 CH_3I分子的(e,2e+ion)实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 总结和展望 |
| 在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（5）席夫碱类共价有机框架材料应用于水体中污染物去除的实验与理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 重金属污染与治理 |
| 1.1.2 有机物污染与治理 |
| 1.2 有机共价框架材料(COFs)的合成规则 |
| 1.2.1 连接方式 |
| 1.2.2 顶点单元的选择 |
| 1.2.3 拓扑结构设计 |
| 1.3 席夫碱类有机共价框架材料的合成与应用 |
| 1.3.1 席夫碱反应原理 |
| 1.3.2 席夫碱共价有机框架材料的合成 |
| 1.3.3 席夫碱共价有机框架材料在环境治理中的应用 |
| 1.4 选题思路和研究方案 |
| 1.4.1 选题背景和意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 第2章 第一性原理计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 第一性原理基本方程 |
| 2.2.1 薛定谔波动方程 |
| 2.2.2 玻恩-奥本海默近似 |
| 2.2.3 Hartree-Fock近似 |
| 2.3 密度泛函理论 |
| 2.3.1 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.3.2 Kohn-Sham方程 |
| 2.4 交换交联泛函 |
| 2.4.1 局部密度近似(LDA) |
| 2.4.2 广义梯度近似(GGA) |
| 2.4.3 杂化密度泛函 |
| 2.5 理论计算常用的软件包 |
| 2.5.1 Materials Studio |
| 2.5.2 VASP |
| 2.5.3 Gaussian |
| 2.5.4 GROMACS |
| 2.6 VASP与GROMACS在机理研究方面的应用实例 |
| 2.6.1 引言 |
| 2.6.2 计算细节 |
| 2.6.3 结果和讨论 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 席夫碱改性对于提升吸附剂性能的促进作用研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料和样品制备 |
| 3.2.2 仪器分析 |
| 3.2.3 批实验设计 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 形貌表征 |
| 3.3.2 实验数据与分析 |
| 3.3.3 吸附机理研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 利用理论计算实现席夫碱类COFs的筛选与吸附性能比较 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算细节 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 最佳吸附构型 |
| 4.3.2 静电势分析 |
| 4.3.3 吸附机理分析 |
| 4.3.4 态密度结构分析 |
| 4.3.5 非共价相互作用指数分析法(NCI) |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 磁性改性席夫碱COFs的制备及其吸附去除溶液中BPA的应用探索 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验设计与计算细节 |
| 5.2.1 实验材料与样品制备 |
| 5.2.2 仪器分析 |
| 5.2.3 批实验设计 |
| 5.2.4 计算细节 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 形貌表征 |
| 5.3.2 实验数据与分析 |
| 5.3.3 吸附机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）反应-扩散调控材料成核过程的分子动力学模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 材料成核的理论研究 |
| 1.2.1 均相成核 |
| 1.2.2 非均相成核简介 |
| 1.2.3 两步成核理论 |
| 1.3 材料成核实验研究 |
| 1.4 材料成核模拟研究 |
| 1.4.1 直接数值模拟 |
| 1.4.2 增强取样方法 |
| 1.5 课题组内前期工作 |
| 1.6 本论文研究思路及内容 |
| 第2章 材料成核的分子动力学模型构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分子动力学模拟基本原理 |
| 2.2.1 分子动力学模拟基本计算流程 |
| 2.2.2 模拟程序初始化 |
| 2.2.3 运动方程的数值积分算法 |
| 2.2.4 不同系综的MD模拟 |
| 2.2.5 长程力的求解 |
| 2.3 力场简介 |
| 2.3.1 对势 |
| 2.3.2 简单多体势 |
| 2.3.3 考虑角度效应的多体势 |
| 2.4 甘油力场修正 |
| 2.4.1 修正OPLS力场 |
| 2.4.2 修正力场验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 扩散对材料成核过程调控作用的MD模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模拟与实验细节 |
| 3.2.1 分子模拟细节 |
| 3.2.2 实验验证细节 |
| 3.3 碳酸钙溶液体系模型建立与验证 |
| 3.4 不同条件下溶液中成核单元扩散系数的求解 |
| 3.4.1 加入甘油后成核单元扩散系数变化 |
| 3.4.2 加脉冲能量后成核单元扩散系数变化 |
| 3.5 扩散对成核的调控作用研究 |
| 3.5.1 降低扩散系数对成核速率的调控 |
| 3.5.2 增加扩散系数与成核速率的调控 |
| 3.5.3 实验验证 |
| 3.6 扩散对成核过程调控作用的机制分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 反应-扩散对成核过程调控作用的MD模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 MD模拟细节 |
| 4.2.1 模拟体系建立 |
| 4.2.2 碰撞次数和碰撞概率的判定 |
| 4.2.3 规模效应对成核过程的影响 |
| 4.3 扩散对成核过程的调控作用 |
| 4.3.1 扩散系数的调控 |
| 4.3.2 不同扩散条件下对成核速率计算方法 |
| 4.3.3 扩散对成核过程中碰撞次数的调控作用 |
| 4.4 反应对成核过程的调控作用 |
| 4.4.1 反应速率的调控 |
| 4.4.2 不同反应条件下的成核速率的变化 |
| 4.4.3 反应对成核过程中碰撞次数的调控作用 |
| 4.5 表面电荷对成核速率的调控作用 |
| 4.6 颗粒尺度反应-扩散调控成核过程得MD模拟 |
| 4.7 原位电镜验证反应-扩散对银成核过程的调控作用 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）自驱动纳米马达在化学通道和振荡系统中的动力学性质（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 自然界中的生物微纳米马达 |
| 1.3 人工合成的微纳米马达 |
| 1.3.1 局部能量转换推进 |
| 1.3.2 外场推进机制 |
| 1.4 Janus粒子的合成 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 2 研究方法与模型 |
| 2.1 数值模拟方法 |
| 2.2 多粒子碰撞动力学算法 |
| 2.3 速度Verlet迭代算法 |
| 2.4 粒子的相互作用 |
| 2.4.1 粒子与环境中其他物体的相互作用 |
| 2.4.2 粒子与粒子的相互作用 |
| 2.5 化学驱动纳米二聚物马达的模型设计 |
| 3 利用化学微通道输运微纳米马达 |
| 3.1 模拟方法与模型建立 |
| 3.2 实验结果的研究与分析 |
| 3.3 结论 |
| 4 周期性化学振荡介质中自驱动纳米马达的动力学 |
| 4.1 模拟方法与模型建立 |
| 4.2 实验结果的研究与分析 |
| 4.3 结论 |
| 5 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）复杂环境中二聚物纳米马达的集体动力学模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微纳米马达的几种驱动机理 |
| 1.2.1 自然如何调节其生物的运动 |
| 1.2.2 微纳米马达的磁性驱动 |
| 1.2.3 微纳米马达的热控制运动 |
| 1.2.4 微纳米马达的电化学触发运动 |
| 1.2.5 微纳米马达的化学控制运动 |
| 1.3 微纳米马达的应用前景 |
| 1.3.1 药物运输 |
| 1.3.2 微手术 |
| 1.3.3 环境治理 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 模拟技术与研究方法 |
| 2.1 数值模拟方法 |
| 2.2 多粒子碰撞动力学(MPC)方法 |
| 2.2.1 MPC算法介绍 |
| 2.2.2 模拟的边界条件 |
| 2.3 粒子间的相互作用 |
| 2.3.1 雷纳德—琼斯势(LJ) |
| 2.4 反应多粒子碰撞动力学(RMPC) |
| 第3章 具有自组装功能的化学驱动二聚物微纳米马达的微观模型 |
| 3.1 二聚物马达的微观模型 |
| 3.1.1 模拟细节 |
| 3.2 动态分析 |
| 3.2.1 单个球体的二聚物马达 |
| 3.2.2 自组装 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 在化学活性介质中催化球形二聚物马达的配对作用 |
| 4.1 介观模型与仿真方法 |
| 4.2 结果和讨论 |
| 4.3 小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）燃烧中纳米颗粒物生成机理的分子动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 科学问题及研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 纳米颗粒物生成机理概述 |
| 1.2.2 碳烟颗粒成核机理 |
| 1.2.3 金属与碳氢分子作用机制 |
| 1.2.4 金属氧化物颗粒生成机理 |
| 1.2.5 尚未解决的问题 |
| 1.3 本文的研究内容和技术路线 |
| 第2章 分子动力学模拟原理 |
| 2.1 本章引言 |
| 2.2 分子动力学原理 |
| 2.2.1 运动方程 |
| 2.2.2 时间步长 |
| 2.2.3 边界条件 |
| 2.2.4 系综 |
| 2.3 分子力场 |
| 2.3.1 经典力场 |
| 2.3.2 ReaxFF反应力场 |
| 2.3.3 力场参数 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 多环芳烃成核机制及二聚动力学 |
| 3.1 本章引言 |
| 3.2 力场验证 |
| 3.2.1 多环芳烃分子间相互作用势 |
| 3.2.2 多环芳烃氢提取反应能垒 |
| 3.2.3 多环芳烃氢提取动力学 |
| 3.3 多环芳烃成核机制 |
| 3.3.1 分子动力学模拟设置 |
| 3.3.2 温度对碳烟成核路径的影响 |
| 3.3.3 多环芳烃结构对碳烟成核路径的影响 |
| 3.4 多环芳烃分子二聚动力学 |
| 3.4.1 多环芳烃分子碰撞初始设置 |
| 3.4.2 多环芳烃碰撞增强因子 |
| 3.4.3 多环芳烃二聚动力学 |
| 3.4.4 可逆二聚模型 |
| 3.5 氮气分子与多环芳烃二聚物碰撞动力学 |
| 3.5.1 氮气分子与多环芳烃二聚物碰撞的初始设置 |
| 3.5.2 氮气分子与多环芳烃二聚物碰撞过程 |
| 3.5.3 多环芳烃二聚物稳定性 |
| 3.6 多环芳烃自由基二聚动力学 |
| 3.6.1 多环芳烃自由基二聚过程 |
| 3.6.2 自由基二聚模型 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 金属元素与碳氢分子相互作用机制 |
| 4.1 本章引言 |
| 4.2 火焰场中的金属元素 |
| 4.3 金属原子与多环芳烃相互作用机制 |
| 4.3.1 铁原子-多环芳烃体系ReaxFF反应力场 |
| 4.3.2 铁原子在多环芳烃表面的吸附 |
| 4.3.3 铁原子与多环芳烃分子碰撞 |
| 4.3.4 铁原子促进碳烟异相成核路径 |
| 4.4 金属团簇与多环芳烃相互作用机制 |
| 4.4.1 镍团簇-多环芳烃体系ReaxFF反应力场 |
| 4.4.2 镍团簇调控碳烟异相成核路径 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 二氧化钛纳米颗粒烧结和相变机理 |
| 5.1 本章引言 |
| 5.2 二氧化钛经验力场模型 |
| 5.2.1 二氧化钛经验力场 |
| 5.2.2 力场验证 |
| 5.3 二氧化钛纳米颗粒晶格结构 |
| 5.3.1 二氧化钛纳米颗粒结构 |
| 5.3.2 二氧化钛纳米颗粒晶型 |
| 5.4 纳米颗粒烧结及相变机制 |
| 5.4.1 等粒径颗粒烧结 |
| 5.4.2 非等粒径颗粒烧结 |
| 5.4.3 无定型颗粒烧结 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 建议与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A Reax FF力场参数 |
| A.1 Reax FF force field: C/H |
| A.2 Reax FF force field: C/H/O |
| A.3 Reax FF force field: C/H/N |
| A.4 Reax FF force field: C/H/Fe |
| A.5 Reax FF force field: C/H/Ni |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）基于原子核反应输运模型对光核反应的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 光核反应的基本概述 |
| 1.1.1 核荧光共振反应（NRF）对原子核结构研究 |
| 1.1.2 核天体物理中的核合成及截面等的测量 |
| 1.1.3 巨共振能区 |
| 1.2 光核反应的研究现状 |
| 1.2.1 伽马光源装置及光核反应的相关实验 |
| 1.3 原子核的团簇现象 |
| 1.3.1 团簇核的研究状况及其形成机制 |
| 1.3.2 团簇核的理论模型 |
| 1.3.3 团簇核实验上的观测 |
| 1.4 本研究的主要内容 |
| 第二章 理论模型的介绍 |
| 2.1 BUU模型 |
| 2.2 IQMD模型 |
| 2.2.1 靶核的初始化 |
| 2.2.2 平均场中动力学的演化过程 |
| 2.2.3 相互作用势 |
| 2.2.4 两体碰撞及泡利阻塞 |
| 2.3 EQMD 模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 中能重核的光核反应研究 |
| 3.1 基本的计算方法 |
| 3.1.1 动力学过程 |
| 3.1.2 模型所加的反应道 |
| 3.2 计算结果与比较 |
| 3.2.1 л介子动能谱 |
| 3.2.2 单л~0产生的截面的计算 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 准氘能区轻核反应的研究 |
| 4.1 准氘核吸收机制 |
| 4.2 动力学处理方法 |
| 4.2.1 所加的反应截面 |
| 4.2.2 动力学过程 |
| 4.3 在EQMD中的实现及检验 |
| 4.3.1 能损和反冲动量的计算 |
| 4.3.2 光吸收截面的计算 |
| 4.3.3 初始核和余核的形变的性质 |
| 4.4 计算的结果及讨论 |
| 4.4.1 发射中质子对的动量之和 |
| 4.4.2 发射核子之间的夹角 |
| 4.4.3 出射核子超角和超半径的计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 发表文章目录 |
四、几何构型不同的Na团簇碰撞动力学研究（论文参考文献）
- [1]启动剪切下缔合高分子网络的结构与力学性质的模拟研究[D]. 刘爱清. 吉林大学, 2021(01)
- [2]重要反应的全局精准势能面的研究[D]. 尹锐琳. 吉林大学, 2021(01)
- [3]相对论离子与原子和原子二聚体碰撞电离的理论研究[D]. 王振江. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
- [4]不同能量、电荷态离子与N2O分子碰撞的电离解离研究[D]. 赵曦. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]席夫碱类共价有机框架材料应用于水体中污染物去除的实验与理论研究[D]. 卫冬丽. 华北电力大学(北京), 2020
- [6]反应-扩散调控材料成核过程的分子动力学模拟[D]. 窦翔宇. 中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所), 2020(01)
- [7]自驱动纳米马达在化学通道和振荡系统中的动力学性质[D]. 占顺. 杭州电子科技大学, 2020(02)
- [8]复杂环境中二聚物纳米马达的集体动力学模拟研究[D]. 石敬民. 杭州电子科技大学, 2019(02)
- [9]燃烧中纳米颗粒物生成机理的分子动力学研究[D]. 毛倩. 清华大学, 2018(04)
- [10]基于原子核反应输运模型对光核反应的研究[D]. 黄勃松. 中国科学院研究生院(上海应用物理研究所), 2017(07)