基于机器学习的沥青电子结构计算及微观结构表征

1

作者 王仰辉 丁勇杰 +3 位作者 奚源 王娇娇 梅子俊 张华 《化学工程》 北大核心 2025年第5期6-10,共5页

沥青电子结构研究是沥青微观结构及沥青分子间相互作用本质解析的基础。为研究沥青电子结构与微观结构的关联,基于DFT(密度泛函理论)对沥青电子结构进行分析,并提取沥青的电子结构特征信息,同时研究沥青分子的微观结构组成参数。结合BP... 沥青电子结构研究是沥青微观结构及沥青分子间相互作用本质解析的基础。为研究沥青电子结构与微观结构的关联,基于DFT(密度泛函理论)对沥青电子结构进行分析,并提取沥青的电子结构特征信息,同时研究沥青分子的微观结构组成参数。结合BP神经网络与灰色关联法,对沥青微观结构与沥青电子结构间关联进行分析和预测,通过预测分子内电子的分布来表征分子结构的特性。研究得出:沥青微观结构组成参数与分子表面静电势参数具有良好的相关性,分子表面静电势可作为沥青电子结构表征指标。 展开更多

关键词 道路工程 沥青微观结构 分子模拟 机器学习 电子结构

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苦味抑制剂阿魏酸的构效关系 被引量：1

2

作者 方子超 周隽涵 郑建仙 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期14-22,共9页

探索阿魏酸(ferulic acid,FA)羧基取代基团以及丙烯酸碳链长度对苦味抑制作用的影响。本实验使用分子动力学模拟,分析苦味受体与苦味抑制剂FA、4-(2,2,3-三甲基环戊基)丁酸和苦味激活剂安赛蜜相互作用的构象差异,以获得FA对苦味受体的... 探索阿魏酸(ferulic acid,FA)羧基取代基团以及丙烯酸碳链长度对苦味抑制作用的影响。本实验使用分子动力学模拟,分析苦味受体与苦味抑制剂FA、4-(2,2,3-三甲基环戊基)丁酸和苦味激活剂安赛蜜相互作用的构象差异,以获得FA对苦味受体的抑制结构F4。基于F4的相互作用模式,构建系列FA衍生物,结合电子舌分析技术,探讨FA苦味抑制构效关系。结果表明在配体与F4相互作用模式相符的前提下,FA羧基取代基团氢键受体的电荷量与苦味抑制强度呈反比;FA丙烯酸碳链长度改性为二碳长度,会导致配体与关键残基相互作用不稳定,导致其苦味抑制强度降低,改性为四碳长度则增强其苦味抑制强度。FA作为新型苦味抑制剂,在改善食品食用品质方面具有开发潜力。 展开更多

关键词 阿魏酸 苦味抑制 构效关系 分子动力学模拟 电子舌

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氧化铝含量对玻璃原子间作用力影响的第一性原理计算

3

作者 杨雨婷 李浩田 +2 位作者 宋斌 赵高凌 韩高荣 《材料科学与工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期883-887,共5页

本研究通过第一性原理分子动力学模拟,探讨了氧化铝含量对(1-x)SiO_(2)-xAl_(2)O_(3)玻璃体系中原子间作用力的影响。研究结果表明,玻璃原子间作用力的变化是键能和结构演变共同作用的结果。随着氧化铝含量的增加:当x小于0.5时,键能因... 本研究通过第一性原理分子动力学模拟,探讨了氧化铝含量对(1-x)SiO_(2)-xAl_(2)O_(3)玻璃体系中原子间作用力的影响。研究结果表明,玻璃原子间作用力的变化是键能和结构演变共同作用的结果。随着氧化铝含量的增加:当x小于0.5时,键能因素占主导,总体键能下降促使玻璃的禁带宽度减小,在一个大气压大小的拉力下,原子运动距离增加,从而导致原子间作用力减弱,抗拉强度下降;当x大于0.5时,结构因素占主导,结构致密度上升促使玻璃的禁带宽度增大,从而导致原子间作用力增强,抗拉强度上升。 展开更多

关键词 第一性原理分子动力学 硅铝二元玻璃 电子结构 应力模拟

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基于分子模拟的分子力场对沥青体系典型组分适应性研究

4

作者 程浩 丁勇杰 +2 位作者 王仰辉 徐姣 奚源 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期82-87,共6页

分子模拟技术在沥青微观机理研究中的应用广泛,但尚未建立适用于沥青的分子结构理论和力场。文中以量子力学计算结果为基准,比较研究了将分子力场应用于沥青组分分子的结构参数(如键长、键角)和电荷参数与理论结果的偏差,以验证分子模... 分子模拟技术在沥青微观机理研究中的应用广泛,但尚未建立适用于沥青的分子结构理论和力场。文中以量子力学计算结果为基准,比较研究了将分子力场应用于沥青组分分子的结构参数(如键长、键角)和电荷参数与理论结果的偏差,以验证分子模拟力场对沥青分子体系的适应性和准确性。研究结果显示,分子结构参数与量子计算结果的偏差主要来自于对杂原子基团的电负性和共轭效应的描述,整体上偏差较小。3种力场对沥青分子体系研究均具有一定的适应性,其中,在键长、电荷方面的参数与量子力学计算结果较为接近。就沥青体系的键长、键角2种分子结构参数的分配而言,UFF力场综合表现略好,COMPASSⅡ力场次之;就电荷参数的分配而言,COMPASSⅡ力场准确性略高,UFF力场次之,Dreiding力场略低。总体而言,COMPASSⅡ力场及UFF力场对沥青分子体系研究的适应性及准确性更高。 展开更多

关键词 道路工程 沥青微观结构 分子模拟 分子力场 分子结构参数 电子结构

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间位聚苯及其衍生物的构象与电子结构的理论研究 被引量：2

5

作者 杨兵 张海全 +4 位作者 许海 郑岩 于景生 马於光 沈家骢 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1476-1480,共5页

用分子力学方法(MM)对间位聚苯(PMP)及其衍生物的势能随扭曲角()变化规律进行了研究.结果表明,势能曲线上出现四个能量最小值,分别对应于扭曲角≈-135°,-45°,45°,135°.进一步对以上构建的全部PMP及其衍生物用... 用分子力学方法(MM)对间位聚苯(PMP)及其衍生物的势能随扭曲角()变化规律进行了研究.结果表明,势能曲线上出现四个能量最小值,分别对应于扭曲角≈-135°,-45°,45°,135°.进一步对以上构建的全部PMP及其衍生物用分子力场Drieding2.11进行了分子力学能量优化.最终得到主要的四种构象,其中螺旋构象的能量最低,而且以螺旋构象为优势分布构象.在真实条件下,PMP及其衍生物长链可能采取以上四种构象的混合片段组成.用量子化学方法(GGA-DFT)研究了PMP及其衍生物的电子结构能隙随相邻苯环之间的扭曲角的变化趋势.用量子化学半经验方法(AM1)对四种构象分别进行几何优化,优化结果与分子力学优化结果基本一致,并运用混合密度泛函方法(DFT/B3LYP/6-31G)进一步对AM1优化的构象结构进行更精确的电子结构能隙计算.最终得出影响间位聚苯及其衍生物电子结构能隙的主要因素为连接苯环间扭曲角的大小. 展开更多

关键词 间位聚苯 构象 电子结构 分子模拟

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蒙脱石晶体结构构型及其XRD、IR的分子模拟 被引量：14

6

作者 王进 王军霞 +1 位作者 曾凡桂 吴秀玲 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期133-138,共6页

利用Cerius2软件分别构建了15种含有0～96个水分子的Li-、Na-、K-蒙脱石超晶格模型。分析了模型结构中的键长和键角,运用分子力场方法—UFF力场构型优化得到蒙脱石的最优构型及其总能量等参数,在此基础上计算了3种蒙脱石含有32、64和96... 利用Cerius2软件分别构建了15种含有0～96个水分子的Li-、Na-、K-蒙脱石超晶格模型。分析了模型结构中的键长和键角,运用分子力场方法—UFF力场构型优化得到蒙脱石的最优构型及其总能量等参数,在此基础上计算了3种蒙脱石含有32、64和96个水分子时晶体结构的X射线衍射(XRD)和红外吸收光谱(IR)。结果表明,蒙脱石结构模型中键长和键角等参数说明其结构具有合理性;当蒙脱石的结构达到能量最小构型时,体系的总能量随着水含量的增加而降低;XRD的模拟结果和实验结果相一致;IR的模拟结果与实验结果有所偏离,可能是由选取的分子力场和分子位能模型所致。 展开更多

关键词 蒙脱石 结构构型 XRD IR 分子模拟

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有机π共轭配体溶剂化效应与分子间相互作用的理论研究 被引量：3

7

作者 孟素慈 殷秀莲 +1 位作者 马晶 谢吉民 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2492-2500,共9页

采用可极化的连续介质模型(PCM),运用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31+G**水平下研究了溶剂极性对有机π共轭配体N,N'-Bis-(3-pyridyl)ethylene-bis-urea(BPEBU)中syn-anti构象的分子几何和电子结构的影响,并借助分子动力学模拟的方... 采用可极化的连续介质模型(PCM),运用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31+G**水平下研究了溶剂极性对有机π共轭配体N,N'-Bis-(3-pyridyl)ethylene-bis-urea(BPEBU)中syn-anti构象的分子几何和电子结构的影响,并借助分子动力学模拟的方法,采用明确溶剂模型研究了溶质-溶剂分子间的相互作用.密度泛函理论计算结果表明,随着溶剂极性的增强,BPEBU中尿素基上的C O键和N—H键以及吡啶环上的C—N键被明显极化,使羰基氧原子和吡啶氮原子的电负性明显增强,尿素基的N—H键上氢原子的正电荷也显著增加.分子动力学模拟统计的结果表明,在极性较强的乙醇溶液中,有明确的O…H—O,N…H—O和N—H…O等3种氢键作用存在,而在丙酮溶液中,只有N…H—O一种氢键作用存在,而且与乙醇溶液中的N…H—O作用相比要弱些.另外,采用密度泛函理论方法结合连续/明确的混合溶剂模型,优化得到了溶质-溶剂三聚体的超分子簇结构,与分子动力学模拟的第一溶剂层中的超分子结构相比,两者定性一致. 展开更多

关键词 密度泛函理论 电子结构 分子动力学模拟 分子间相互作用 溶剂化效应

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厚朴酚与和厚朴酚类化合物药效的分子机制 被引量：6

8

作者 蔡淑娴 黄建安 +1 位作者 刘仲华 黎星辉 《经济林研究》 2008年第4期99-103,共5页

厚朴中的主要活性成分厚朴酚与和厚朴酚表现出高效低毒的药理活性,具有开发分子药物的潜力。为给此类成分分子药理的深入研究提供参考和依据,综述了近20年来国内外关于厚朴酚、和厚朴酚类化合物药效分子机制方面的研究情况和研究进展;... 厚朴中的主要活性成分厚朴酚与和厚朴酚表现出高效低毒的药理活性,具有开发分子药物的潜力。为给此类成分分子药理的深入研究提供参考和依据,综述了近20年来国内外关于厚朴酚、和厚朴酚类化合物药效分子机制方面的研究情况和研究进展;并在分析分子几何构象、电子结构、电化学反应行为及比较药理活性差异的基础上,对厚朴酚、和厚朴酚类化合物的构效关系和作用的生物靶分子进行了探讨。 展开更多

关键词 厚朴酚 和厚朴酚 分子构象 电子结构 电化学反应 药理活性 构效关系 生物靶分子 综述

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有机染料D-SS和D-ST用于染料敏化太阳能电池光敏剂的比较(英文) 被引量：7

9

作者 詹卫伸 潘石 +2 位作者 王乔 李宏 张毅 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第1期78-84,共7页

为了揭示D-SS和D-ST分子敏化的染料敏化太阳能电池(DSSCs)的物理机制,采用密度泛函理论(DFT)、含时密度泛函理论(TDDFT)和自然键轨道(NBO)分析,模拟计算染料D-SS和D-ST分子的结构、紫外-可见吸收光谱和能级结构.D-SS的紫外-可见吸收光... 为了揭示D-SS和D-ST分子敏化的染料敏化太阳能电池(DSSCs)的物理机制,采用密度泛函理论(DFT)、含时密度泛函理论(TDDFT)和自然键轨道(NBO)分析,模拟计算染料D-SS和D-ST分子的结构、紫外-可见吸收光谱和能级结构.D-SS的紫外-可见吸收光谱相比于D-ST的有明显的红移,而且D-SS分子的摩尔吸光系数也高于D-ST分子的.D-SS分子本应该比D-ST分子拥有更高的俘获太阳辐射光子的能力,但由于D-SS分子的最高占据分子轨道(HOMO)能级位置比氧化还原电解质(I-/I-3)的氧化还原能级高,处于光激发态的D-SS分子向TiO2电极注入电子而被氧化后,不能顺利地从电解质中得到电子而还原,使得D-SS分子俘获光子的能力不能充分发挥,从而严重地降低了由其敏化的DSSCs的光电性能和光电能量转换效率.揭示了D-SS敏化的DSSCs的光电性能,特别是光电能量转换效率比D-ST敏化的DSSCs的低的原因.染料敏化剂分子的HOMO能级的位置对于DSSCs来说也是很重要的,用于DSSCs的有机敏化剂分子的HOMO能级的位置必须低于氧化还原电解质的氧化还原能级. 展开更多

关键词 密度泛函理论 含时密度泛函理论 染料敏化太阳能电池 分子模拟 电子结构 吸收光谱 能级结构

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p,p'-二取代Schiff碱类化合物的电子结构及构像

10

作者 秦少雄 李良学 +2 位作者 刘继德 李琴 吴爱斌 《湖南师范大学自然科学学报》 EI CAS 北大核心 2004年第2期56-59,共4页

用AM1方法计算8个对位取代Schiff碱分子的电子结构.结果表明,当对位取代基R1和R2不同时,引起2个苯环(A,B)不同程度的旋转,使分子具有不同的构像;且取代基的吸电子能力愈强,分子的极性愈大.

关键词 P P’-二取代Schiff碱 电子结构 构像 对位取代Schiff碱 AM1

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白云石电子结构及油酸钠在白云石(104)面吸附作用的分子模拟研究 被引量：13

11

作者 付博 李龙江 +2 位作者 张覃 谢俊 王贤晨 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期69-73,共5页

基于密度泛函理论(DFT),从原子层面研究了白云石的电子结构。能带分析结果表明,白云石为绝缘体,禁带宽度为4.962 eV。Mulliken电荷布居分析结果表明,Mg原子在3s、2p轨道失电子,电子数为6.29,失去1.71个电子;Ca原子在3s、4d轨道失电子,... 基于密度泛函理论(DFT),从原子层面研究了白云石的电子结构。能带分析结果表明,白云石为绝缘体,禁带宽度为4.962 eV。Mulliken电荷布居分析结果表明,Mg原子在3s、2p轨道失电子,电子数为6.29,失去1.71个电子;Ca原子在3s、4d轨道失电子,电子数为8.6,失去1.4个电子;白云石中Mg、Ca均为电子供体。Mulliken键布居分析结果表明,白云石中C—O1的布居值最大,具有较强的共价性,原子之间作用最强;O1—O1和O2—O2的布居值相同,表现出较弱的反键作用;O2—Mg成反键状态,表现出较弱的离子性;O—Ca表现出极弱的成键作用。电荷密度分析可知,Ca,Mg和O原子附近电荷密度较高,原子附近活性较高,容易发生物理化学反应,因此浮选过程中较易发生药剂吸附的位点为Ca,Mg和O位点。分子动力学模拟结果表明,油酸钠可以克服白云石表面H2O分子和H+的阻碍吸附在白云石矿物表面,亦即浮选体系中脂肪酸类捕收剂油酸钠可以克服水分子或氢离子在白云石表面形成的水化层,从而对白云石进行捕收。 展开更多

关键词 白云石 电子结构 密度泛函理论 油酸钠 分子动力学模拟

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Ti2AlN(0001)/Al固液界面从头算分子动力学研究 被引量：2

12

作者 俞彪 韩延峰 +4 位作者 李东 胡光敏 东青 张佼 孙宝德 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3709-3721,共13页

通过从头算分子动力学模拟计算,系统研究不同终止面Ti2AlN(0001)/Al固液界面在铝熔点附近的的界面结构、界面能以及电子结构。计算结果表明:Ti2AlN(0001)的4类终止界面均能诱导Al熔体按照FCC-Al{111}密排面“A-B-C”次序堆垛成准固相区... 通过从头算分子动力学模拟计算,系统研究不同终止面Ti2AlN(0001)/Al固液界面在铝熔点附近的的界面结构、界面能以及电子结构。计算结果表明:Ti2AlN(0001)的4类终止界面均能诱导Al熔体按照FCC-Al{111}密排面“A-B-C”次序堆垛成准固相区,准固相区外延扩展能力由大到小依次为N终止界面、Al终止界面、Ti(N)终止界面、Ti(Al)终止界面;Ti2AlN(0001)的4类终止界面诱导Al熔体形核强弱的原因在于界面处Ti2AlN表层原子与第1层Al原子不同强度的结合引起后续Al原子层间结合强弱,这为Ti2AlN作为铝合金新型异质形核基底以及作为铝基复合材料增强相的界面结构设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 Ti2AlN 固液界面 从头算分子动力学 界面能 电子结构

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良溶剂中接枝型聚两性电解质单链构象的布朗动力学模拟

13

作者 浦彬彬 陈涛 +1 位作者 王立权 朱莎莎 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期587-594,共8页

采用布朗动力学研究了在良溶剂中荷电平衡的接枝聚两性电解质(GPA)的单链构象转变行为,讨论了主链链长、支链数及电荷密度对GPA分子链构象转变的影响.研究发现,随着静电相互作用的增强,GPA分子链构象转变过程由线团、主链与支链间的折... 采用布朗动力学研究了在良溶剂中荷电平衡的接枝聚两性电解质(GPA)的单链构象转变行为,讨论了主链链长、支链数及电荷密度对GPA分子链构象转变的影响.研究发现,随着静电相互作用的增强,GPA分子链构象转变过程由线团、主链与支链间的折叠、链段塌缩和电荷配对形成偶极子与四极子等4个阶段构成.与线型聚两性电解质不同,GPA存在的额外支链间空间排斥与静电排斥作用随着分子结构的变化而改变,并影响构象转变行为.在强静电相互作用下,良溶剂中的GPA链由于溶剂化作用会再伸展,以保证偶极子完全配对成四极子.减小主链长度或电荷密度或增加支链数目都会增大体系的排斥力和主链的刚性,阻滞分子链的塌缩,并使得分子链再伸展的幅度增大. 展开更多

关键词 布朗动力学模拟 接枝聚两性电解质 构象 良溶剂 分子结构

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亚甲二醇二硝酸酯的构象和热解机理的理论研究

14

作者 宋文煜 贡雪东 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第5期551-556,共6页

用量子化学中的ＳＣＦ－ＭＯＭＩＮＤＯ／３，ＭＮＤＯ，ＡＭ１和ＰＭ３方法计算研究了亚甲二醇二硝酸酯（ＭＧＤＮ）的几何构型和电子结构，求得了ＭＧＤＮ的平衡几何构型。不同方法的计算结果均表明，标题物分子中两个ＯＮＯ２均为平... 用量子化学中的ＳＣＦ－ＭＯＭＩＮＤＯ／３，ＭＮＤＯ，ＡＭ１和ＰＭ３方法计算研究了亚甲二醇二硝酸酯（ＭＧＤＮ）的几何构型和电子结构，求得了ＭＧＤＮ的平衡几何构型。不同方法的计算结果均表明，标题物分子中两个ＯＮＯ２均为平面基团，且Ｏ—ＮＯ２键的Ｗｉｂｅｒｇ键级最小，是分子中最弱的键，在分解时可能首先断裂；用ＡＭ１法分别在限制和非限制Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ（ＲＨＦ和ＵＨＦ）水平上，计算研究了ＭＧＤＮ断裂Ｏ—ＮＯ２键的热解反应，求得了反应活化能。结果发现，ＭＧＤＮ断裂Ｏ—ＮＯ２键的活化能比其他酯的低得多。 展开更多

关键词 构象 电子结构 热解反应 分子轨道方法 MGDN

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