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分子计算科学——化学工程新的生长点 被引量:20
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作者 刘志平 黄世萍 汪文川 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期464-476,共13页
当今化学工业面临的巨大挑战是如何推出性能卓越、功能齐备同时环境友好的新产品新材料 .分子计算科学是研究物质结构 性质关系的强大工具 ,在新产品新材料的设计中举足轻重 ,因而会成为化学工程新的生长点 .在层次化研究的框架下 ,分... 当今化学工业面临的巨大挑战是如何推出性能卓越、功能齐备同时环境友好的新产品新材料 .分子计算科学是研究物质结构 性质关系的强大工具 ,在新产品新材料的设计中举足轻重 ,因而会成为化学工程新的生长点 .在层次化研究的框架下 ,分子计算科学包括量子力学层次、统计力学层次、介观层次以及连接各个层次的对接技术 .本文分别介绍了各个层次的主要内容 ,特别是统计力学层次最近的研究进展 ,以及分子计算科学越来越趋向应用到实际复杂体系的发展趋势 . 展开更多
关键词 分子计算科学 量子计算化学 分子模拟 介观层次 对接技术 复杂体系
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最小支配集问题的活体分子计算模型 被引量:2
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作者 刘向荣 王淑栋 +1 位作者 郗方 陈梅 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期2325-2331,共7页
生物体内分子网络中信息的传输、储存、放大、整合等大量任务可以看成是一种生物分子计算过程.文中提出了一种活体分子计算模型,借助RNA干扰技术和乳糖操纵子调控模型,在细胞内构建了一个基因网络,用于求解图的最小支配集.该模型展示了... 生物体内分子网络中信息的传输、储存、放大、整合等大量任务可以看成是一种生物分子计算过程.文中提出了一种活体分子计算模型,借助RNA干扰技术和乳糖操纵子调控模型,在细胞内构建了一个基因网络,用于求解图的最小支配集.该模型展示了利用生物体自身的信息处理能力进行计算的能力,在生物体内建立具有一定智能的分子机器,这将在计算科学、生物学、医学上有着深远的应用前景. 展开更多
关键词 活体分子计算 基因网络 RNA干扰 最小支配集问题
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分子生物计算机层次结构及分子计算基本概念的讨论 被引量:2
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作者 洪龙 朱梧槚 王建东 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 EI 2006年第6期43-47,共5页
分子生物计算是当今世界科学前沿的研究热点。由于分子生物计算领域研究者的兴趣已从验证性的算法阶段开始走向实际应用,所以研究通用分子生物计算机是一件重要且有趣的事。针对报道中频繁出现的分子生物计算机、分子生物计算机的硬件... 分子生物计算是当今世界科学前沿的研究热点。由于分子生物计算领域研究者的兴趣已从验证性的算法阶段开始走向实际应用,所以研究通用分子生物计算机是一件重要且有趣的事。针对报道中频繁出现的分子生物计算机、分子生物计算机的硬件和软件等基本术语,文中继承性地提出了新观点,对这些概念的讨论有益于分子生物计算机的研究与发展。文中还设计了面向不同用户的分子生物计算机逻辑层次结构,并描述了各层的作用和对各类用户的知识要求。该文认为,在分子生物计算机中,至少应有面向用户和面向专家的程序设计语言,并以求解有向Ham ilton路径为例,分别描述了这两种语言的模式。此外,在建立了一种分子生物计算机物理模型之后,还对分子生物计算机结构和组成进行了较详细的讨论。这些工作使研究分子生物计算机,有了不同的方向和途径。 展开更多
关键词 分子计算 层次 模型 分子处理单元
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DNA分子计算模型 被引量:3
4
作者 李燕 王秀峰 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2003年第8期21-23,共3页
The field of practical DNA computing opened in 1994 with Adleman's paper,in which a laboratory experi-ment involving DNA molecules was used to solve a small instance of the Hamiltonian Path problem. The characteri... The field of practical DNA computing opened in 1994 with Adleman's paper,in which a laboratory experi-ment involving DNA molecules was used to solve a small instance of the Hamiltonian Path problem. The characteris-tic of this computation is its powerful ability in parallelism, its huge storage and high energy efficiency. This papermainly introduces the principles of DNA computing and the sticker computing model. 展开更多
关键词 DNA 分子计算模型 脱氧核糖核酸 粘接模型
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分子计算及其应用
5
作者 庄新田 黄小原 《科技进步与对策》 北大核心 2002年第1期64-65,共2页
分子计算是一种宏观意义下的仿生算法,是模拟生物进化过程与机制求解问题的自组织、自适应的人工智能技术,是借鉴生物的自然选择和遗传进化机制,通过使用DNA作为一种内存,并在内存上进行操作的一种全局优化自适应搜索算法,它包... 分子计算是一种宏观意义下的仿生算法,是模拟生物进化过程与机制求解问题的自组织、自适应的人工智能技术,是借鉴生物的自然选择和遗传进化机制,通过使用DNA作为一种内存,并在内存上进行操作的一种全局优化自适应搜索算法,它包括遗传算法和DNA计算。 展开更多
关键词 分子计算 人工智能 遗传算法 DNA计算
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广义分子计算模型在0-1背包问题中的应用 被引量:2
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作者 杨震 马天宝 +1 位作者 余文 李艳梅 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2014年第B11期7-9,共3页
生物分子计算在实现上有很多局限性。借鉴了广义图灵模型(Generalized Turing Model,GTM)[1]。该模型是由分子计算粘贴模型与图灵机相结合而得到的,并且已证明可以在多项式时间内准确获得0-1整数规划、集合覆盖等多个NP完全问题的全体... 生物分子计算在实现上有很多局限性。借鉴了广义图灵模型(Generalized Turing Model,GTM)[1]。该模型是由分子计算粘贴模型与图灵机相结合而得到的,并且已证明可以在多项式时间内准确获得0-1整数规划、集合覆盖等多个NP完全问题的全体可行解集。在此基础上将GTM应用于求解0-1背包问题,仿真展现了该模型的优点。 展开更多
关键词 广义分子计算 图灵机 0-1背包问题
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分子计算机——化学家的乐园
7
作者 宋心琦 《化学教学》 CAS 2011年第8期3-5,77,共4页
作者注:计算机的发明和进步,是20世纪的一件大事,也是人类文明进化史上的一件大事。科学技术发展对社会进步的积极作用,由此得到最有力的证明,而且已经成为社会各界的共识。这个技术的发展,除去和物理学、教学以及工程学的贡献有... 作者注:计算机的发明和进步,是20世纪的一件大事,也是人类文明进化史上的一件大事。科学技术发展对社会进步的积极作用,由此得到最有力的证明,而且已经成为社会各界的共识。这个技术的发展,除去和物理学、教学以及工程学的贡献有关外,化学的贡献也是不可或缺的。作为芯片材料的高纯硅的制造,原料竞然是价格低廉、唾手可得的石英砂;为了改善半导体材料的电学性质,它们的纽成由单一元素扩展为多种元素的复合(称为化合物半导体),且多为Ⅲ一V或Ⅱ一Ⅵ主族元素,如GaAs、InP、InSb、ZnSe、CdTe等。从它们的组成看出,外电子总数均等于8。其他复合半导体材料,如A1GaAs、InGaAs、ZnSSe、CdHgTe、InGaAlP等,虽然组成元素多于两个,但只要把同族元素视为"一体",仍然符合上述规则。所以不仅超纯材料的制备方法要由化学提供。在设计和制造新型化合物半导体时,元素周期系对组成元素的选择也起着无可替代的指导作用。分子计算机的研制隐含着以下的作用:(D分子计算机的功能不仅可控而且可调.甚至于可以实现微调。因为分子器件的功能可以通过分子组成结构的改变而变化;②计算机的微型化可以节约大量能源,有利于推进计算机应用范围的继续扩展;③有利于促进纳米技术的发展和应用;④有利于促进化学合成科学和技术的进步,特别是广义的全合成化学的进步。本文中包含了不少计算机科学和技术方面的术语,这在介绍分子计算机时是难以避免的。希望不会影响读者读完本文的耐心。如果能够尽量地从化学的角度来接受本文所提供的信息,从而提高对化学重要性的认同,就会减少陌生感,反而能够萌生许多有趣的,甚至是有启发性的设想和看法。这是在中学化学和物理基础上就可能做到的。创新意识和求知欲的萌发,是"知识就是力量"的另一注解,是作者在为了撰写本文不得不阅读一些化学领域之外的书刊时得到的领悟,希望能和读者相通。 展开更多
关键词 分子计算 化学家 复合半导体材料 科学技术发展 化合物半导体 INGAAS INGAALP 计算机应用
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一种广义分子计算模型及其在NP问题中的应用 被引量:1
8
作者 李艳梅 余文 宁建国 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2014年第11期3353-3356,共4页
目前各种分子计算模型多基于生物技术,求解一个问题的分子计算机算法很难不作修改地应用于其他类似的问题,尚不似传统计算机般通用。为此,提出一种基于图灵机的广义分子计算模型,其由一台单带图灵机、一条单向只写带和一条工作带组成,... 目前各种分子计算模型多基于生物技术,求解一个问题的分子计算机算法很难不作修改地应用于其他类似的问题,尚不似传统计算机般通用。为此,提出一种基于图灵机的广义分子计算模型,其由一台单带图灵机、一条单向只写带和一条工作带组成,通过只写带与工作带之间特殊的映射函数实现并行的同时读、写操作。实验说明了该模型能够在多项式时间求解NP完全的满足性问题(SAT),比现有分子计算模型在计算准确性和通用性上存在明显优势。 展开更多
关键词 广义分子计算模型 图灵机 SAT问题
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分子计算理论与神经网络
9
作者 韦钰 甘强 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1990年第6期109-114,共6页
本文以“智能—问题求解—信息处理—学习和记忆—系统实现”为线索,介绍了分子计算及神经网络的基本概念和原理,提出了它们的研究层次及其异同点,详细讨论了进化学习算法和神经网络的自组织原则,并利用最大信息准则,给出了无导师学习... 本文以“智能—问题求解—信息处理—学习和记忆—系统实现”为线索,介绍了分子计算及神经网络的基本概念和原理,提出了它们的研究层次及其异同点,详细讨论了进化学习算法和神经网络的自组织原则,并利用最大信息准则,给出了无导师学习算法的统一描述框图.本文最后讨论了分子计算与神经网络的实现问题,认为分子电子器件是神经网络实现的一条可能途径. 展开更多
关键词 神经网络 自组织 分子计算
全文增补中
新技术使分子计算机实现任意演算
10
《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期1009-1009,共1页
日本分子科学研究所一个研究小组近日宣布,他们利用10万亿分之一秒的高强度红外激光脉冲,成功向一个分子中的量子力学原子状态(波函数)瞬间读入信息.现在的高速信息处理依赖基于硅晶体管的大规模集成电路,但更大规模的集成电路会... 日本分子科学研究所一个研究小组近日宣布,他们利用10万亿分之一秒的高强度红外激光脉冲,成功向一个分子中的量子力学原子状态(波函数)瞬间读入信息.现在的高速信息处理依赖基于硅晶体管的大规模集成电路,但更大规模的集成电路会由于绝缘体的幅度达到数个原子层水平后而出现电子渗出,导致过热和错误发生.为解决这一难题,研究小组选择了电子性质为中性的量子力学波函数作为信息载体进行试验. 展开更多
关键词 分子计算 大规模集成电路 新技术 演算 红外激光脉冲 信息处理 量子力学 电子性质
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未来的气体分子计算机
11
作者 秦书平 《现代科技译丛(哈尔滨)》 2000年第3期5-5,共1页
关键词 气体分子计算 分子开关 二氧化碳 氮气
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一氧化碳分子计算机
12
作者 管象钧 《现代科技译丛(哈尔滨)》 2003年第4期47-47,共1页
电子装置缩小的追求永无止境,IBM公司生产了一种如此小的计算机电路,以致于在一个姆指甲上能宽松地安放2 000亿个这种电路.这种世界上最小的分子电路组成的逻辑数字元件,是当今最先进的硅电路系统中用的电路的26万分之一,而能耗量只为... 电子装置缩小的追求永无止境,IBM公司生产了一种如此小的计算机电路,以致于在一个姆指甲上能宽松地安放2 000亿个这种电路.这种世界上最小的分子电路组成的逻辑数字元件,是当今最先进的硅电路系统中用的电路的26万分之一,而能耗量只为当今电路的10万分之一.该公司加利福尼亚州圣乔斯市阿尔马登研究中心的物理学家安德列亚斯、海因里希声称:"这是纳米计算机电路探索的一个里程碑,是分子计算机所需要的全部元件作首次合乎逻辑的排列、结合,而后使其进行计算." 展开更多
关键词 一氧化碳分子计算 计算机电路 程序设置 纳米计算 逻辑门电路
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基于分子动力学模拟的结构性产品配方设计方法
13
作者 齐妍 常昊 张磊 《化工进展》 北大核心 2025年第8期4341-4351,共11页
传统配方产品设计通常是基于经验和大量的实验。计算机辅助分子设计(CAMD)将配方设计问题转化为确定与目标产品功能相匹配的化学物质及其分子组成的问题,显著提高设计效率和准确性。然而,对于结构性产品(如洗涤剂、牙膏等),其性能主要... 传统配方产品设计通常是基于经验和大量的实验。计算机辅助分子设计(CAMD)将配方设计问题转化为确定与目标产品功能相匹配的化学物质及其分子组成的问题,显著提高设计效率和准确性。然而,对于结构性产品(如洗涤剂、牙膏等),其性能主要由微观结构决定,且一些难以描述的性质(如泡沫性能)缺乏可量化的数据,导致定量构效关系(QSPR)模型的建立存在困难。针对这一问题,本文提出了一种结合分子动力学(MD)模拟与机器学习的计算机辅助配方设计方法。首先,利用分子动力学模拟研究配方产品中不同成分的微观行为及其形成的微观结构,揭示了成分间的相互作用机理。然后,从模拟结果中提取可量化的分子动力学描述符,结合贝叶斯神经网络构建QSPR模型,预测配方成分与产品性能之间的关系。最后,通过数学优化算法求解最优配方组成。本文以牙膏产品为例,设计了满足泡沫性能需求的配方。结果表明,该方法能够显著减少配方设计的搜索空间,提高设计效率和科学性,为配方设计指明了方向。未来,随着技术进步和市场需求的变化,计算机辅助设计方法将在化工领域发挥更加重要的作用。 展开更多
关键词 分子动力学模拟 计算机辅助分子设计 配方设计 表面活性剂 定量构效关系
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肿瘤抗原MAGE-3CTL预测表位的计算机分子模拟研究 被引量:4
14
作者 贾正才 吴玉章 万瑛 《第三军医大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第10期937-939,共3页
目的 从理论上分析预测表位与HLA A2分子的结合情况及其为HLA A2限制性CTL表位的可能性。方法 应用计算机分子模拟的方法 ,建立MAGE 3 4个CTL预测表位的HLA A2结合三维结构和各多肽与HLA A2分子所形成复合物的三维结构。结果  4个预... 目的 从理论上分析预测表位与HLA A2分子的结合情况及其为HLA A2限制性CTL表位的可能性。方法 应用计算机分子模拟的方法 ,建立MAGE 3 4个CTL预测表位的HLA A2结合三维结构和各多肽与HLA A2分子所形成复合物的三维结构。结果  4个预测表位的三维结构完全符合HLA A2限制性CTL表位的结构要求 ,且都能与HLA A2分子结合。结论  4个CTL预测表位为HLA 展开更多
关键词 肿瘤抗原 MAGE-3 CTL表位 计算分子模拟
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模板剂与MCM-22分子筛匹配作用的分子模拟计算 被引量:6
15
作者 周丹红 杨明媚 +2 位作者 王妍 杨刚 刘宪春 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2004年第1期41-47,共7页
本文用Monte Carlo方法和分子力学方法研究了模板剂分子六次甲基亚胺(HMI)在MCM -22分子筛孔道中的排布与取向。模拟结果表明模板剂分子能够稳定地嵌入在MCM-22 分子筛的超笼、窗口和正弦孔道中。对这三种位置上模板剂与分子筛骨架... 本文用Monte Carlo方法和分子力学方法研究了模板剂分子六次甲基亚胺(HMI)在MCM -22分子筛孔道中的排布与取向。模拟结果表明模板剂分子能够稳定地嵌入在MCM-22 分子筛的超笼、窗口和正弦孔道中。对这三种位置上模板剂与分子筛骨架之间的主客体非键 相互作用能(包括范德华能和库仑能)进行了计算,结果表明模板剂分子与分子筛的骨架之 间作用力主要以范德华吸引力为主。本文还进一步讨论了模板剂分子的结构导向作用和对骨 架Al的靶向作用。 展开更多
关键词 模板剂 MCM-22分子 匹配作用 分子模拟计算 分子力学 主客体非键相互作用 Monte-Cado方法
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氮氧自由基的研究(Ⅲ)——2,2,6,6-四甲基-4-羟基-哌啶-1-氧自由基的分子轨道计算 被引量:3
16
作者 刘有成 刘中立 王玉琨 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS 1981年第4期477-483,共7页
用EHMO法对2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶-1-氧(TMHPO)作了量子化学计算,计算出分子的平衡构象为椅式构象,并应具有12°的“离平面”夹角,与实验测定的构象符合;对分子轨道能级的分析说明了TMHPO具有颜色的原因,并指出了可见—紫外光... 用EHMO法对2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶-1-氧(TMHPO)作了量子化学计算,计算出分子的平衡构象为椅式构象,并应具有12°的“离平面”夹角,与实验测定的构象符合;对分子轨道能级的分析说明了TMHPO具有颜色的原因,并指出了可见—紫外光谱图上两个吸收带的性质;根据对未成对电子自旋密度的计算得出ESR超精细分裂常数为10.8G,与实验值符合的较好。 展开更多
关键词 量子化学计算 超精细分裂 氮氧自由基 自旋密度 分子轨道计算 分子轨道能级 椅式构象 (Ⅲ)
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淀粉分子电子结构的量子化学研究(Ⅱ):碎片分子轨道计算及结构单元间的相互作用 被引量:1
17
作者 龙剑英 龙翔云 叶国桢 《广西科学》 CAS 2002年第1期38-42,共5页
运用量子化学的碎片分子轨道计算方法研究淀粉结构单元间的相互作用。结果表明 ,各结构单元的分子轨道大多定域在自身范围内。结构单元间的相互作用集中在连接两环的成键性较弱的糖苷键上。
关键词 淀粉 结构单元 相互作用 碎片分子轨道计算方法 量子化学
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从头计算分子动力学方法及其应用 被引量:3
18
作者 蓝建慧 卢贵武 +2 位作者 黄乔松 李英峰 朱阁 《石油大学学报(自然科学版)》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期143-146,共4页
从头计算分子动力学方法把密度泛函理论和分子动力学方法有机地结合起来,使电子的极化效应及化学键的本质均可用计算机分子模拟方法进行研究,是目前计算机模拟实验中最先进、最重要的方法之一。文章简述了从头计算分子动力学方法的基本... 从头计算分子动力学方法把密度泛函理论和分子动力学方法有机地结合起来,使电子的极化效应及化学键的本质均可用计算机分子模拟方法进行研究,是目前计算机模拟实验中最先进、最重要的方法之一。文章简述了从头计算分子动力学方法的基本原理,介绍了该方法在水、水溶液及其他氢键液体的结构与动力学研究中的应用。 展开更多
关键词 从头计算 密度泛函理论 分子动力学 计算分子模拟
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TTA的席夫反应和分子力学、量化计算 被引量:3
19
作者 王瑾玲 郁铭 +1 位作者 杨云 缪方明 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2002年第5期389-393,共5页
报导了噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)与4-氨基安替比林(4-ATP)缩合反应生成的两个席夫碱化合物A和C,利用分子力学和分子动力学方法研究了该缩合反应可能生成的三个席夫碱化合物A、B和C的各种构象.从TTA的量化计算结果可以看出缩合反应生成的两... 报导了噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)与4-氨基安替比林(4-ATP)缩合反应生成的两个席夫碱化合物A和C,利用分子力学和分子动力学方法研究了该缩合反应可能生成的三个席夫碱化合物A、B和C的各种构象.从TTA的量化计算结果可以看出缩合反应生成的两个席夫碱化合物A和C是正确的. 展开更多
关键词 TTA 席夫碱 席夫反应 分子力学计算 量子化学 噻吩甲酰三氟丙酮 4-氨基安替比林
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基于MGASA的计算机辅助分子设计 被引量:2
20
作者 张学岗 张军保 +1 位作者 宋静 宋海华 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2019-2024,共6页
采用改进的遗传模拟退火混合优化算法(MGASA),避免了单种算法的缺陷,很好地解决了CAMD中的组合爆炸问题;通过采取新的基团分类方法,可以比较容易地判断分子的完整性和稳定性,从而解决了分子合成问题;采用实际物系对本文提出的方法进行... 采用改进的遗传模拟退火混合优化算法(MGASA),避免了单种算法的缺陷,很好地解决了CAMD中的组合爆炸问题;通过采取新的基团分类方法,可以比较容易地判断分子的完整性和稳定性,从而解决了分子合成问题;采用实际物系对本文提出的方法进行了检验,结果表明本文筛选出来的溶剂适应度普遍高于文献中溶剂,表明本研究提出的方法具有很高的准确性和实用性。 展开更多
关键词 计算机辅助分子设计 遗传模拟退火混合算法 分子合成
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