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内蒙古褐煤大分子结构模型优化与高温燃烧机理的分子动力学模拟研究 被引量：2
1
作者 贾进章 田昊 +3 位作者 贾鹏 赵丹 王东明 宋海龙 《煤炭转化》 北大核心 2025年第2期35-46,共12页
在分子水平上了解褐煤的高温燃烧机理是至关重要的。通过工业分析和元素分析,XPS,^(13)C NMR核磁共振实验和表征数据构建了内蒙古褐煤大分子结构模型并对其进行了结构优化,基于反应力场分子动力学(ReaxFF MD)模拟,利用AMS软件研究了其在... 在分子水平上了解褐煤的高温燃烧机理是至关重要的。通过工业分析和元素分析,XPS,^(13)C NMR核磁共振实验和表征数据构建了内蒙古褐煤大分子结构模型并对其进行了结构优化,基于反应力场分子动力学(ReaxFF MD)模拟,利用AMS软件研究了其在2500 K~4000 K高温下的燃烧行为,重点分析了4000 K高温下的燃烧特性。通过ReaxFF MD的模拟结果得出了褐煤高温燃烧过程中的主要气体和自由基产物的反应占比,确定了褐煤高温燃烧的主要气相产物(CO_(2),CO,H_(2)O,O_(2))和活性物种(·O,·H,·OH,·CHO,·CH_(2)O,·CHO_(2))。通过MS软件的Dmol^(3)模块,重点分析了主要燃烧产物的静电式分布和扩散特性。结果表明:内蒙古褐煤的燃烧过程包括多种复杂的物理化学相互作用;通过静电势分布和扩散特性分析发现,自由基在燃烧链反应中生成和消耗对燃烧过程的维持至关重要(特别是·OH和·H),电势分布显示出明显的高活性特征,扩散特性表现出高扩散性和高迁移性,表明高温环境下的扩散和反应活性对燃烧效率和链反应的延续起到了关键作用,进一步揭示高温可以有效促进自由基的生成和消耗,从而优化燃烧效率并减少污染物的生成。 展开更多
关键词 褐煤燃烧 大分子结构模型 REAXFF md 模拟 高温燃烧 自由基动力学
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基于定量XRD的碱激发胶凝材料分子动力学模拟
2
作者 王晴 李赫维 +2 位作者 丁兆洋 张强 赵明宇 《建筑材料学报》 北大核心 2025年第5期483-490,共8页
提出了一种碱激发胶凝材料分子模型搭建方法,采用Rietveld精修和内标法定量X射线衍射技术(QXRD)分析了碱激发胶凝材料的晶相成分,并与X射线荧光分析(XRF)结果对照分析了非晶相化学成分,采用X射线衍射(XRD)分峰法得到碱激发胶凝材料非晶... 提出了一种碱激发胶凝材料分子模型搭建方法,采用Rietveld精修和内标法定量X射线衍射技术(QXRD)分析了碱激发胶凝材料的晶相成分,并与X射线荧光分析(XRF)结果对照分析了非晶相化学成分,采用X射线衍射(XRD)分峰法得到碱激发胶凝材料非晶相的近程有序结构,利用Materials Studio软件搭建了水化硅铝酸钠(N‑A‑S‑H)和水化硅铝酸钙(C‑A‑S‑H)的结构,并通过分子动力学模拟径向分布函数和体积模量进行了验证.结果表明:N‑A‑S‑H凝胶的近程有序结构与方钠石接近;C‑A‑S‑H凝胶的近程有序结构与水化钙铝黄长石接近.通过径向分布函数与体积模量验证了搭建模型的准确性.本文的模型搭建方法基于真实样品的XRD测试结果,与单一采用软件模拟的方法相比具有更好的真实性和创新性. 展开更多
关键词 碱激发胶凝材料 反应产物 X射线衍射 RIETVELD精修 XRD分峰法 分子动力学模拟
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天然气膜分离提氦的分子动力学模拟研究进展
3
作者 董航 梁筱万 +2 位作者 郭男 张顺克 赵健 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第17期7023-7030,共8页
氦气是一种极其重要却又十分稀缺的资源。在中国,氦气的主要来源是从天然气中提取。天然气中氦气的含量较低,因此提取的难度较大,天然气膜分离提氦技术是近年来比较热门的技术,但该项技术目前尚不成熟,实际实验的难度较大,通过分子动力... 氦气是一种极其重要却又十分稀缺的资源。在中国,氦气的主要来源是从天然气中提取。天然气中氦气的含量较低,因此提取的难度较大,天然气膜分离提氦技术是近年来比较热门的技术,但该项技术目前尚不成熟,实际实验的难度较大,通过分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟就可以很好地解决相关的问题。综述了近年来用于MD模拟天然气膜分离提氦热门的膜材料,采用MD模拟时膜模型的构建方法,模拟力场的选择以及对膜材料分离性能的评价方法。二维类石墨烯薄膜和混合膜材料是目前比较热门的膜材料,COMPASS和UFF力场的应用比较广泛,氦透过大多数膜材料的能量势垒较低,多数膜材料对氦气和甲烷的选择性和渗透率都较高,研究结果对膜分离天然气提氦实际投产具有很好的指导意义。 展开更多
关键词 分子动力学模拟 氦气 天然气提氦 膜分离
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电极表面氢纳米气泡生长及脱离行为的分子动力学模拟研究
4
作者 詹水清 王晓涵 +3 位作者 程然 周田鹤 许浩洁 王军锋 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期3968-3978,共11页
电极表面氢纳米气泡的连续生长与附着导致电解水制氢过程的能量转换效率下降。为提高制氢效率,本文采用分子动力学模拟方法,系统地探讨了电极润湿性、电化学转化速率及电极表面粗糙结构对氢纳米气泡行为的影响,探究氢纳米气泡从电极表... 电极表面氢纳米气泡的连续生长与附着导致电解水制氢过程的能量转换效率下降。为提高制氢效率,本文采用分子动力学模拟方法,系统地探讨了电极润湿性、电化学转化速率及电极表面粗糙结构对氢纳米气泡行为的影响,探究氢纳米气泡从电极表面脱离的主导因素。研究结果表明,随着电极润湿性增强与转化速率增大,氢纳米气泡在生长后期变得不稳定,尤其在强亲水性电极表面和高转化速率的共同作用下,氢纳米气泡更容易从电极表面脱离。相较于强亲水性的平面电极和凹柱电极,强亲水凹锥电极的气泡脱离时间更短,且增大电化学转化速率能够进一步加快氢纳米气泡的脱离过程。 展开更多
关键词 电解水制氢 润湿性 氢纳米气泡行为 表面结构 分子动力学模拟
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基于分子动力学模拟的氧化石墨烯改性沥青界面力学性能研究
5
作者 黄立新 苏广厦 罗伟伦 《武汉科技大学学报》 北大核心 2025年第4期279-288,共10页
本文采用分子动力学模拟方法,研究了氧化石墨烯改性沥青的界面力学性能。首先搭建氧化石墨烯沥青复合材料模型,然后通过界面的模拟拉拔实验,计算得到氧化石墨烯改性沥青的界面力学性能参数,探讨了温度、氧化率、石墨烯氧化类型及拉拔速... 本文采用分子动力学模拟方法,研究了氧化石墨烯改性沥青的界面力学性能。首先搭建氧化石墨烯沥青复合材料模型,然后通过界面的模拟拉拔实验,计算得到氧化石墨烯改性沥青的界面力学性能参数,探讨了温度、氧化率、石墨烯氧化类型及拉拔速率对界面力学性能的影响。结果表明,当温度低于玻璃化转换温度时,界面应力最大值随温度升高而增大,当温度超过玻璃化转换温度后,界面应力最大值随温度升高而减小,温度对氧化石墨烯改性沥青界面力学性能具有较大影响。当氧化率从0逐步增加到10%时,界面应力最大值不断增大,对界面的黏结性能有促进作用。当氧化率从10%逐步增加到30%时,界面应力最大值不断减小,导致界面黏结性能下降。在氧化率不变的情况下,界面应力最大值随着羧基占比增加而减小,羟基和羧基两种含氧官能团的比例对界面黏结性能有较大影响。随着拉拔速率提高,界面应力最大值增加,拉拔速率对界面黏结性能也有影响。 展开更多
关键词 分子动力学模拟 氧化石墨烯 沥青 复合材料 界面力学性能 黏结性能
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烟煤抑尘剂的制备及分子动力学模拟
6
作者 张迎新 高江帆 +1 位作者 杨康 杨永凤 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第7期2656-2665,共10页
为避免煤炭开采、运输过程中产生扬尘污染大气,通过单因素试验,优选出表面活性剂快速渗透剂T、高分子聚合物羧甲基纤维素钠、无机盐氯化钙作为烟煤复合型抑尘剂的单体组分,以沉降时间、抗蒸发性、结壳硬度作为评价指标,通过正交试验确... 为避免煤炭开采、运输过程中产生扬尘污染大气,通过单因素试验,优选出表面活性剂快速渗透剂T、高分子聚合物羧甲基纤维素钠、无机盐氯化钙作为烟煤复合型抑尘剂的单体组分,以沉降时间、抗蒸发性、结壳硬度作为评价指标,通过正交试验确定烟煤抑尘剂各组分的最佳配比。测试烟煤抑尘剂抗风蚀性能,表征喷洒抑尘剂后的煤样。试验结果表明:与传统喷雾降尘相比,烟煤抑尘剂拥有良好的抗风蚀性,喷洒至煤尘表面形成的固化层能持续抵御8 m/s风速的侵蚀;模拟结果表明:相对煤-水两相吸附界面,喷洒烟煤抑尘剂后固液两相界面形成了更厚的吸附层,水分子运动更剧烈,显著增加了二者的结合能力。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 烟煤 抑尘剂 分子动力学模拟 氢键吸附
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表面接枝KH550的石墨烯改性聚二甲基硅氧烷热力学性能的分子动力学模拟
7
作者 李亚莎 田泽 +3 位作者 王璐敏 庞梦昊 曾跃凯 赵光辉 《材料导报》 北大核心 2025年第2期257-262,共6页
为分析表面接枝有硅烷偶联剂KH550的石墨烯对聚二甲基硅氧烷(PDMS)性能的影响,本工作采用分子动力学的方法对纯PDMS、未接枝KH550的石墨烯改性PDMS,以及表面接枝KH550的石墨烯(接枝密度分别为6%和12%)改性PDMS进行建模,从微观角度对比... 为分析表面接枝有硅烷偶联剂KH550的石墨烯对聚二甲基硅氧烷(PDMS)性能的影响,本工作采用分子动力学的方法对纯PDMS、未接枝KH550的石墨烯改性PDMS,以及表面接枝KH550的石墨烯(接枝密度分别为6%和12%)改性PDMS进行建模,从微观角度对比分析改性后PDMS热力学性能的提升。模拟结果表明,在PDMS中掺杂石墨烯或在石墨烯表面接枝KH550后再与PDMS混合,均能改善PDMS热导率、玻璃化转变温度、自由体积、均方位移及水分子的扩散系数和结合能等热力学性能。在含水模型中,接枝密度为6%和12%的表面接枝KH550石墨烯改性PDMS相较于纯PDMS 250 K热导率分别提高25.6%和21.6%,玻璃化转变温度分别提高70 K和77 K。对比接枝KH550的石墨烯改性PDMS的含水与不含水的模型可知,水分子能够提高均方位移,降低玻璃化转变温度和减小自由体积,同时水分子扩散系数及结合能随温度与接枝密度的不同而有所差异。本研究的结果可为减少冰闪电压对电力系统影响的实验研究提供参考,同时对研发输电线路融冰、疏水性材料提供理论支撑。 展开更多
关键词 聚二甲基硅氧烷(PDMS) 硅烷偶联剂 KH550 热导率 扩散系数 分子动力学模拟
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分子动力学模拟脉冲电场对高盐腌制牛肉细胞膜结构影响 被引量：2
8
作者 陈甜 韩敏义 +4 位作者 郭雨晨 贾婧文 白云 冯宪超 徐幸莲 《农业工程学报》 北大核心 2025年第6期288-298,共11页
从分子层面上探索细胞膜的分子动力学行为和纳米通道的形成过程,可避免传统方法的局限性,该研究对不同电场强度(2、3、4kV/cm)处理下的牛肉腌制前后进行电阻抗参数分析,并设计了一种基于分子动力学的计算机模拟方案,评估脂双层在模拟过... 从分子层面上探索细胞膜的分子动力学行为和纳米通道的形成过程,可避免传统方法的局限性,该研究对不同电场强度(2、3、4kV/cm)处理下的牛肉腌制前后进行电阻抗参数分析,并设计了一种基于分子动力学的计算机模拟方案,评估脂双层在模拟过程中的密度分布、均方位移、径向分布函数及回转半径等。结果显示,随着电场强度的增加,样品的阻抗幅值减少,相位角增大,经NaCl腌制后,不同场强处理的样品之间的幅值和相位角的差异均缩小,添加4 kV/cm的电场,可以加速膜中脂双层分子的迁移,形成纳米通道,而8%NaCl不会破坏生理水平下细胞膜的结构,高盐体系中NaCl更倾向于通过纳米通道。结果表明,脉冲电场处理会破坏细胞膜的完整性,且其遭到破坏的程度与电场强度有关,高盐体系下NaCl对稳定穿孔的结构起到积极作用。研究结果为优化肉品腌制工艺、设计细胞膜结构在电场作用下的纳米通道等提供参考。 展开更多
关键词 脉冲电场 牛肉腌制 分子动力学模拟 电阻抗 纳米通道
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纳米尺度下水液滴撞击固体表面润湿性行为的分子动力学模拟 被引量：1
9
作者 王美婷 祁影霞 +5 位作者 陶杰 陈曦 杨宇水 张蕾 刘妮 杨果成 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第2期91-97,共7页
本文采用分子动力学方法研究纳米尺度下水液滴碰撞铜壁面的润湿过程,水滴温度和固液作用强度对润湿性行为的影响以及直径为4.67 nm球形液滴在273 K-353 K温区、固液作用强度在1-3范围内,水滴的润湿行为和平衡接触角与温度、固液作用强... 本文采用分子动力学方法研究纳米尺度下水液滴碰撞铜壁面的润湿过程,水滴温度和固液作用强度对润湿性行为的影响以及直径为4.67 nm球形液滴在273 K-353 K温区、固液作用强度在1-3范围内,水滴的润湿行为和平衡接触角与温度、固液作用强度之间的变化关系.研究结果显示:液滴在不同润湿性壁面上会产生明显不同的润湿演化特性.模拟结果表明对于亲水材料,由于壁面附近水分子所受的势能束缚随温度升高而增强,平衡接触角则相应减小;对于疏水材料,由于随温度的升高分子之间增加的势能大于固液之间增加的势能而表现出平衡接触角随着温度升高而增大的趋势.因此,针对其材料亲水性能,可以通过改变温度影响其润湿行为,从而提高传热、传质和自清洁性能. 展开更多
关键词 润湿性 接触角 分子动力学模拟 纳米液滴
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TiO_(2)纳米颗粒烧结机制分子动力学模拟 被引量：1
10
作者 戴月明 周梅芳 +2 位作者 沈建华 姜海波 李春忠 《化工进展》 北大核心 2025年第4期2202-2214,共13页
氯化钛白是化工、储能等领域重要的无机原料,其性能受到烧结热处理等多因素控制。传统实验手段难以准确量化烧结过程,而分子动力学模拟能从原子尺度准确评估烧结的动态演化过程,但现有研究对诸如温度、粒度、排列方式等因素的机理阐释... 氯化钛白是化工、储能等领域重要的无机原料,其性能受到烧结热处理等多因素控制。传统实验手段难以准确量化烧结过程,而分子动力学模拟能从原子尺度准确评估烧结的动态演化过程,但现有研究对诸如温度、粒度、排列方式等因素的机理阐释比较单一局限。本文引入非等径多颗粒模型、烧结颈尺寸、Lindemann指数和表观活化能等有效表征参数,通过分子动力学模拟系统研究了温度、粒度及排列方式对TiO_(2)纳米颗粒的烧结行为的影响。结果表明,升高温度有利于激发剧烈的原子迁移扩散,加速烧结体的致密化进程。温度相同时,较小粒径的TiO_(2)纳米颗粒烧结速率更快,但易被较大粒径颗粒吸收融合。此外,颗粒排列方式也会影响烧结行为,堆垛排列比线性排列有更明显的烧结优势。烧结初期主要通过表面扩散生长,而后期通过晶界扩散致密化。研究结果对优化工业烧结参数、制备高性能纳米材料具有指导意义。 展开更多
关键词 二氧化钛 纳米粒子 烧结 分子动力学模拟 扩散
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深埋复杂条件下钠蒙脱石水化的分子动力学模拟研究 被引量：1
11
作者 王跃鹏 唐世斌 +4 位作者 刘向君 王培峰 高永伟 杨赟 梁利喜 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第3期599-607,共9页
黏土矿物水化作用引发的岩石结构解体现象与边坡滑坡、隧道塌方及钻井井壁坍塌等工程安全问题息息相关。为揭示深埋复杂条件下钠蒙脱石水化机理,运用分子模拟技术,开展了不同埋藏深度条件下钠蒙脱石水化过程的分子动力学模拟实验,验证... 黏土矿物水化作用引发的岩石结构解体现象与边坡滑坡、隧道塌方及钻井井壁坍塌等工程安全问题息息相关。为揭示深埋复杂条件下钠蒙脱石水化机理,运用分子模拟技术,开展了不同埋藏深度条件下钠蒙脱石水化过程的分子动力学模拟实验,验证了钠蒙脱石的水化膨胀特性,实现了对其水化过程中关键物理化学参数的定量分析。模拟结果表明,晶层间距随着层间含水率的增加而阶梯型上升,呈现分层现象。随着埋藏深度和层间含水率增加,钠蒙脱石体积增大,而密度相应减小。层间含水率增加,促进氢键增多,并显著提升水分子和Na^(+)离子的自扩散系数。深埋条件下,水分子及Na^(+)离子自扩散系数较常温常压显著增大。随着水分子层数的递增,Na-Ow、Na-Hw、Ow-Hw(水分子间),Ow-Ow以及Os-Hw的主峰峰值,呈现出逐渐减弱的趋势,而在不同埋藏深度条件下,这些主峰峰值则表现出差异性。随着水分子层数的增加,水的聚合程度先增加后有所降低,Na^(+)离子的配位数降低、聚合程度下降、离子水化数和水化半径变小。随着埋藏深度的增加,水的聚合程度差别很小,Na^(+)离子对应水化特征仅有微小降低趋势。该研究成果可用于指导石油钻井、煤层安全开采、边坡稳定性评估及隧道工程开挖等关键领域的理论分析与工程实践。 展开更多
关键词 钠蒙脱石 水化机理 分子动力学模拟 径向分布函数 自扩散系数 离子配位数
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基于荧光光谱法分子动力学模拟探究葛根素与β-乳球蛋白的结合机制 被引量：1
12
作者 马波 李蓉 +2 位作者 徐傲 段文杰 黄业传 《食品科学》 北大核心 2025年第7期34-42,共9页
本实验通过荧光光谱法、分子对接技术、分子动力学模拟对葛根素(puerarin,PUE)与β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-lg)的结合机制进行探究。荧光光谱分析结果表明,PUE通过静态猝灭有效猝灭了β-lg的荧光,在25、35、45℃条件下的结合常... 本实验通过荧光光谱法、分子对接技术、分子动力学模拟对葛根素(puerarin,PUE)与β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-lg)的结合机制进行探究。荧光光谱分析结果表明,PUE通过静态猝灭有效猝灭了β-lg的荧光,在25、35、45℃条件下的结合常数分别为7.24×10^(4)、1.34×10^(5)、2.18×10^(5) L/mol,结合位点数分别为1.02、1.18、1.15,因此可知只有一个或一类结合位点。同步荧光和三维荧光光谱分析结果表明PUE与β-lg结合过程中导致β-lg的微环境极性增加,疏水作用力减弱。分子对接结果显示PUE结合在β-lg的疏水腔内,与β-lg的6个氨基酸残基形成疏水作用力,5个氨基酸残基形成短氢键。分子动力学结果显示复合物中β-lg的均方根误差(root mean square deviation,RMSD)、回旋半径、溶剂可及表面积分别为(0.17±0.02)nm、(1.47±0.01)nm、(88.94±2.05)nm^(2),游离的β-lg RMSD、回旋半径、溶剂可及表面积分别为(0.22±0.03)nm、(1.48±0.01)nm、(90.09±1.73)nm^(2),此外复合物中β-lg的均方根波动值同样低于游离的β-lg,表明PUE/β-lg复合物在分子层面有更好的稳定性。本研究初步揭示了PUE和β-lg的结合机制,对于增加PUE的生物利用度有一定的参考意义。 展开更多
关键词 葛根素 Β-乳球蛋白 荧光光谱 分子动力学模拟 非共价相互作用
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固/液界面动力学的分子动力学模拟研究进展 被引量：2
13
作者 崔德旭 屈佳润 +3 位作者 李思佳 王欣欣 张建宝 王海丰 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第1期1-17,共17页
凝固是自然界中普遍存在的由液态向固态的相变过程,对固/液界面迁移动力学过程的研究直接影响着非平衡凝固理论的发展。受制于实验手段,目前很难对固/液界面附近的原子行为直接进行原位观测。随着分子模拟理论的不断深入,以此为基础的... 凝固是自然界中普遍存在的由液态向固态的相变过程,对固/液界面迁移动力学过程的研究直接影响着非平衡凝固理论的发展。受制于实验手段,目前很难对固/液界面附近的原子行为直接进行原位观测。随着分子模拟理论的不断深入,以此为基础的分子动力学模拟技术(Molecular dynamics, MD)为固/液界面迁移等非平衡动力学过程的研究及相关理论的发展提供了新途径。本文首先简要介绍固/液界面迁移动力学的分子动力学模拟实现的方法;随后系统介绍了纯物质、二元合金及多主元合金固/液界面迁移动力学的分子动力学模拟研究进展;最后,总结说明了分子动力学模拟技术在固/液界面迁移研究的重要性,并对未来分子动力学模拟在凝固领域的发展进行了展望。 展开更多
关键词 固/液界面 晶体生长动力学 非平衡凝固 分子动力学模拟
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聚氯乙烯接枝改性-增塑剂协同效应的分子动力学模拟 被引量：1
14
作者 雷永振 易夕剑 +1 位作者 程娟 于文喜 《包装工程》 北大核心 2025年第9期27-34,共8页
目的旨在利用分子动力学模拟方法,探究聚氯乙烯(PVC)接枝改性与增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)共混的协同效应,为开发兼具优异增塑性和安全性的PVC材料提供理论依据和设计指导。方法构建接枝改性的PVC元胞模型,计算模型体系的溶解度参数... 目的旨在利用分子动力学模拟方法,探究聚氯乙烯(PVC)接枝改性与增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)共混的协同效应,为开发兼具优异增塑性和安全性的PVC材料提供理论依据和设计指导。方法构建接枝改性的PVC元胞模型,计算模型体系的溶解度参数、玻璃化转变温度(Tg)、力学性能、相互作用能(E_(inter))、均方位移(MSD)以及径向分布函数(RDF)等关键参数,揭示接枝改性与DOP对PVC性能的协同影响机制。结果接枝改性可有效降低PVC的T_(g),其与DOP共混体系的Tg会进一步降低;接枝改性导致PVC主链间E_(inter)降低,而接枝物的引入能显著提升PVC链间的E_(inter),保障材料力学性能的稳定性;接枝改性与DOP的协同作用显著提高了PVC的MSD,表明体系可塑性增强;RDF分析进一步证实,接枝改性和DOP共混削弱了PVC链间Cl与H的相互作用。结论接枝改性与DOP的协同作用可有效调控PVC的可塑性。 展开更多
关键词 分子动力学模拟 聚氯乙烯 接枝改性 增塑剂 玻璃化转变温度
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基于虚拟筛选和分子动力学模拟发现新型核桃源α-葡萄糖苷酶抑制肽
15
作者 杨春婷 弘子姗 +6 位作者 张丽 龚婉莹 汪雯婧 黄俏 张惟韬 解静 田洋 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第16期236-244,共9页
核桃富含蛋白质,是多种生物活性肽的重要来源。研究表明,核桃源多肽可能具有缓解糖尿病症状的作用,而α-葡萄糖苷酶是治疗2型糖尿病的重要靶点,但目前核桃源α-葡萄糖苷酶抑制肽仍未被充分挖掘。该实验旨在从核桃中筛选出新型潜在的α-... 核桃富含蛋白质,是多种生物活性肽的重要来源。研究表明,核桃源多肽可能具有缓解糖尿病症状的作用,而α-葡萄糖苷酶是治疗2型糖尿病的重要靶点,但目前核桃源α-葡萄糖苷酶抑制肽仍未被充分挖掘。该实验旨在从核桃中筛选出新型潜在的α-葡萄糖苷酶抑制肽。基于数据库获取核桃蛋白序列,进行虚拟酶解,利用生物信息学和分子对接技术筛选潜在α-葡萄糖苷酶抑制肽,并通过分子动力学模拟进行验证。结果表明,经过虚拟酶解的8条核桃蛋白共得到1769条多肽,其中胃蛋白酶(pH>2)理论水解度最高,为35.67%。通过Peptide Ranker系统筛选出100条肽序列,进一步通过Innovagen、ToxinPred和A11erTop数据库筛选得到7条具有较好溶解性、无毒性和无致敏性的多肽。利用分子对接技术评估多肽与α-葡萄糖苷酶的相互作用,发现肽段SPDW的结合亲和力最高,为-9.3 kcal/mol,其次FQR和GQRPW结合能都为-9.0 kcal/mol,其主要通过氢键和静电相互作用与α-葡萄糖苷酶靶蛋白结合。分子动力学模拟结果表明,FQR与受体蛋白结合具有较高的稳定性,推测其可能是潜在的α-葡萄糖苷酶抑制肽。该研究利用虚拟筛选技术筛选出潜在的核桃源α-葡萄糖苷酶抑制肽,为核桃源降糖肽的发现提供新思路。 展开更多
关键词 核桃蛋白 α-葡萄糖苷酶抑制肽 虚拟筛选 分子对接 分子动力学模拟
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混合工质R290/R170输运性质的分子动力学模拟
16
作者 刘真真 王超 +1 位作者 张华 王子龙 《化学工程》 北大核心 2025年第3期51-56,76,共7页
分子动力学模拟在揭示制冷剂微观特性、灵活控制工况、降低研究成本和提供预测性能方面具有明显优势,是研究制冷剂热物性的重要方法。基于分子动力学方法模拟不同混合比例R290/R170在蒸发低压工况以及冷凝高压工况范围内的密度和扩散系... 分子动力学模拟在揭示制冷剂微观特性、灵活控制工况、降低研究成本和提供预测性能方面具有明显优势,是研究制冷剂热物性的重要方法。基于分子动力学方法模拟不同混合比例R290/R170在蒸发低压工况以及冷凝高压工况范围内的密度和扩散系数,分析混合工质在蒸发和冷凝工况下的输运性质变化对制冷系统的影响。通过计算体系密度并进行模拟误差分析,混合制冷剂密度误差均值不超过5%,验证了模拟方法可行性。相同温压条件下,增加R170比例,混合制冷剂的密度减小,但实现气液相变的温度范围降低,相变温区分子活跃度增加,蒸发和冷凝工况下的扩散系数相应增加。因此,适当增加低沸点制冷剂比例可以改善低温系统蒸发温度与相变换热能力。采用分子动力学模拟的方法,对从微观角度分析混合工质制冷系统中热力优化的方向具有重要意义。 展开更多
关键词 混合工质 扩散系数 输运性质 分子动力学模拟
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PbO-FeO_(x)-CaO-SiO_(2)-ZnO高铅渣还原过程熔渣结构及性能的分子动力学模拟
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作者 杨建军 崔雅茹 +4 位作者 王国华 李小明 李锋 陈雷 杨树峰 《材料导报》 北大核心 2025年第19期144-148,共5页
高铅渣还原熔炼过程中组分不断变化,严重影响其物化性能及过程控制的稳定性。本工作采用分子动力学模拟与实验研究相结合的方法,从微观角度探究了PbO-CaO-SiO_(2)-FeO_(x)-ZnO系渣组分含量变化对其硅酸盐结构和动力学特性的影响规律,并... 高铅渣还原熔炼过程中组分不断变化,严重影响其物化性能及过程控制的稳定性。本工作采用分子动力学模拟与实验研究相结合的方法,从微观角度探究了PbO-CaO-SiO_(2)-FeO_(x)-ZnO系渣组分含量变化对其硅酸盐结构和动力学特性的影响规律,并通过拉曼结构分析及熔化温度、黏度宏观性质测定验证了模拟结果的可靠性。结果表明,高铅渣中对于熔渣结构及性能调控起主要作用的是[SiO_(4)]^(4-)、[Si_(2)O_(7)]^(6-)、[Si_(2)O_(6)]^(4-)等聚阴离子;随着还原过程的进行,高铅渣中桥氧结构由Q^(0)、Q^(1)向Q^(2)转化,体系中以[SiO_(4)]^(4-)和[Si_(2)O_(7)]^(6-)为结构单元形成的化合物含量降低,而[Si_(2)O_(6)]^(4-)二聚体聚阴离子含量增多,熔渣聚合度变大,流动性变差,这与熔渣黏度测定的结果完全吻合。在还原后期,渣中逐步被还原的Fe^(2+)与硅氧聚阴离子反应,析出大量高熔点铁硅酸盐,体系中各离子的扩散能力下降,导致渣熔点和黏度相应升高。 展开更多
关键词 高铅渣还原熔炼 分子动力学模拟 复杂硅酸盐 桥氧结构 聚合度
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基于数据挖掘、网络药理学及分子动力学模拟探究中药治疗阿尔茨海默病的用药规律及作用机制
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作者 赵书洋 赵健和 +3 位作者 刘志红 吴君 刘艾林 方坚松 《世界科学技术-中医药现代化》 北大核心 2025年第6期1766-1779,共14页
目的基于古今医案云平台V2.3.7,分析名家医案中常用中药治疗阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的用药规律及作用机制。方法根据纳入和排除标准检索平台中治疗AD的名家医案,筛选治疗AD的核心中药;进一步建立疾病-核心中药-活性成分... 目的基于古今医案云平台V2.3.7,分析名家医案中常用中药治疗阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的用药规律及作用机制。方法根据纳入和排除标准检索平台中治疗AD的名家医案,筛选治疗AD的核心中药;进一步建立疾病-核心中药-活性成分-共有靶点网络模型。通过共有靶点建立蛋白-蛋白互作网络,利用David平台进行基因本体富集分析与京都基因与基因组百科全书通路分析;通过分子对接及分子动力学模拟评估潜在关键靶标与活性成分之间的结合能力与稳定性。结果从建库起至的2023年10月所有名家医案进行数据挖掘。获得核心中药理气药有陈皮、枳实;补气药有人参、大枣、党参、黄芪、白术、山药、甘草。进一步筛选得出核心中药包含活性成分778种,对应靶点377个,疾病靶点1986个;与AD靶点取交集后得到79个共有靶点,通过PPI网络拓扑分析,确定了包括TNF、AKT1、TP53、PPARG等7个核心靶点。GO和KEGG通路富集分析证实,核心中药的活性成分的靶点涉及138条通路,通过调控化学致癌-受体激活、血清素能突触、化学致癌物-活性氧等通路治疗AD。分子对接和分子动力学模拟结果表明关键靶点与核心成分之间具有良好的结合能力及稳定性。结论通过数据挖掘分析治疗AD的核心中药,从分子层面对其关键活性成分12-O-烟酸单烯酮、香豆亭治疗AD作用机制进行初步探讨,揭示潜在的生物学机制,为其应用提供理论依据。 展开更多
关键词 阿尔茨海默病 名家医案 数据挖掘 网络药理学 分子对接 动力学模拟
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基于分子动力学模拟的胺溶剂碳捕集过程自扩散系数
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作者 黄可儿 刘佳豪 +3 位作者 李昊明 周天航 高金森 蓝兴英 《化工进展》 北大核心 2025年第8期4352-4364,共13页
化学吸收法是当前广泛应用的CO_(2)捕集方法之一,而采用胺溶剂进行化学吸收的技术较为成熟。胺溶剂碳捕集过程是典型具备“三传一反”特性的化工过程。在这一过程中,扩散系数是评估其传质过程的重要参数,同时影响着胺溶剂吸收CO_(2)过... 化学吸收法是当前广泛应用的CO_(2)捕集方法之一,而采用胺溶剂进行化学吸收的技术较为成熟。胺溶剂碳捕集过程是典型具备“三传一反”特性的化工过程。在这一过程中,扩散系数是评估其传质过程的重要参数,同时影响着胺溶剂吸收CO_(2)过程中的动力学性能评价和反应性能评价。由于传统的实验方法测量胺溶剂扩散系数较为烦琐,本文采用分子动力学模拟的方法进行研究。首先,研究发现通用小分子力场模型(PCFF)在胺溶剂水溶液体系下的模拟精度较低,为确保模拟的准确性,需要针对分子力场模型进行修正。结果表明,修正后的力场模型能准确描述甲基二乙醇胺(MDEA)溶剂中的分子间相互作用和自扩散系数,预测误差小于3%。随后,基于修正模型,本文计算了多种单胺溶剂的自扩散系数,并推导了自扩散系数与温度之间的定量关系。为探明胺溶剂动力学性质受反应进度变化产生的离子的影响,研究构建了不同反应进度下的模拟体系。基于结果,研究发现自扩散系数在反应过程中逐渐减小,且与反应进度呈线性关系。此外,对不同比例混合胺溶剂(如单乙醇胺与甲基二乙醇胺)的模拟显示,自扩散系数与MEA的质量分数近似呈线性关系。通过对分子间相互作用能和径向分布函数的进一步分析,本文阐明了胺溶剂自扩散系数的变化规律及其微观机制。综上,本文针对通用小分子力场模型进行了修正,并为优化胺溶剂的CO_(2)捕集性能提供了重要的理论支持和模拟工具。 展开更多
关键词 二氧化碳捕集 胺溶剂 分子动力学 动力学性质 传质 分子模拟 反应进度
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坤泰胶囊治疗子宫内膜异位症的机制研究:网络药理学、分子对接及分子动力学模拟方法
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作者 李珊珊 沈珑慧 《中国全科医学》 北大核心 2025年第28期3573-3582,共10页
背景子宫内膜异位症(EMT)为妇科常见疾病,坤泰胶囊能改善EMT相关症状,但其药理和分子机制尚缺系统阐明。目的探讨坤泰胶囊治疗EMT中的作用机制。方法于2024-01-01—04-31,通过中药系统药理学分析平台(TCMSP)、中药分子机制生物信息学分... 背景子宫内膜异位症(EMT)为妇科常见疾病,坤泰胶囊能改善EMT相关症状,但其药理和分子机制尚缺系统阐明。目的探讨坤泰胶囊治疗EMT中的作用机制。方法于2024-01-01—04-31,通过中药系统药理学分析平台(TCMSP)、中药分子机制生物信息学分析工具(BATMAN-TCM)、Pubchem和SwissTargetPrediction数据库中获取坤泰胶囊的活性成分及对应靶点。从GeneCards、DisGeNET、TTD、OMIM和Drugbank数据库中检索与EMT相关的疾病靶点,使用维恩图获得坤泰胶囊和EMT的交集靶点。运用Cytoscape构建疾病-成分-靶点网络,并使用STRING数据库构建共同靶蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络图。采用Cytoscape对PPI网络进行拓扑分析,筛选核心靶点。利用DAVID数据库进行基因本体(GO)富集和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析。使用AutoDockTools进行分子对接。使用GROMACS分子动力学模拟进一步验证最佳结合能量模型的稳定性。结果共确定了182个共同靶点。核心成分包括谷甾醇、二甲氧基黄酮和黄芩黄酮。其中,肿瘤坏死因子(TNF)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT1)在坤泰胶囊治疗EMT的生物网络中发挥重要作用,这些核心靶点主要参与凋亡途径的负调控及磷脂肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K-Akt)信号等癌症通路,在EMT治疗中发挥治疗作用。分子对接和分子动力学模拟进一步证实了谷甾醇与AKT1的稳定且紧密地结合。结论坤泰胶囊可能通过调节核心靶点如TNF,激活多条信号通路,从而在EMT中发挥治疗效果。这些发现不仅加深了对坤泰胶囊作用机制的理解,也为传统中药在EMT治疗中的潜在临床应用提供了新的见解。未来研究可以进一步探讨TCM药物如何干预EMT的病理过程。 展开更多
关键词 子宫内膜异位症 坤泰胶囊 网络药理学 分子对接 分子动力学模拟
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