作者:姚礼山 期刊:《科研信息化技术与应用》 2014年第01期
分子动力学模拟是一种通过采用计算机模拟描述分子原子在不同时间尺度的运动的方法。其在生物化学、生物物理学方面的应用日趋广泛。除了解释实验现象之外,分子动力学模拟也可以用来辅助蛋白质设计,主要通过两种途径:即提供分子间作用的结构模型和定量预测体系自由能变化。两种方法分别被用来提高酶设计的成功率和改善蛋白质的热稳定性。本文着重介绍并讨论该方法在荧光蛋白质 YtVA的热稳定性设计改造中的应用。我们通过分子动...
作者:朱效民; 尚远; 王利 期刊:《科研信息化技术与应用》 2013年第01期
Gromacs是一个大型的分子动力学模拟软件。国家超算济南中心拥有两套高性能计算系统,分别为基于IntelCPU构建的高性能计算集群(理论峰值超过100T),以及基于国产SW1600CPU构建的MPP超级计算系统(理论峰值超过1P)。本文介绍了Gromacs软件包在两个高性能计算平台的移植、部署,并以生物大分子作为实例在两个平台上进行了分子动力学模拟测试。
作者:谭茜文; 王帅 期刊:《信息周刊》 2018年第13期
分子动力学(MD)模拟是一种模拟物质分子或原子体系运动的方法,它直观呈现出物质原子尺度上材料性能和演化细节的可能性,为材料设计和性能预测提供了参考。本文将通过介绍MD模拟在道路工程材料上的研究现状,总结了MD模拟在道路工程材料上应用的一些不足,并提出相关改进。
科学计算已成为与理论研究、实验研究相并列的三大科学研究方法之一,是理论研究和实验研究中不可或缺的部分。计算科学的发展还推动了计算物理、理论化学和材料设计等分支学科的发展。
作者:孙熙麟; 蒋振彦; 刘志屹; 戴璐; 孙非; 黄伟 期刊:《生物技术通报》 2020年第01期
通过氨基酸定点突变技术提高灵芝免疫调节蛋白LZ-8的热稳定性。通过分子动力学模拟结合温度因子预测对LZ-8氨基酸突变位点进行理性设计,在毕赤酵母X33菌株内构建并表达LZ-8突变体蛋白,采用HeLa细胞生长抑制实验和差示量热扫描分析检测并比较了LZ-8突变前后生物学活性及热力学参数。结果显示,LZ-8 N-端α螺旋为理论预测的温度敏感区域,在该区域进行F8W和R9K氨基酸双位点突变,突变后的LZ-8热稳定性提高,相变温度Tm上升0.92℃,相转变焓...
流体在纳米管膜体系传递是对分离过程,药物输送以及生物膜水通道等的重要模拟。本文使用分子动力学模拟研究了在四种不同直径的纳米管膜体系中由匀速移动的虚拟活塞推动纯流体的传递过程。研究结果表明,驱动压力存在较明显的涨落,直径越大的纳米管驱动压力越小,两者之间有定量关系;处于纳米管内流体的密度小于上游储液池的密度。
作者:律方成; 付可欣; 张磊; 赵云晓; 刘博闻; 谢庆 期刊:《华北电力大学学报·社会科学版》 2019年第06期
酸酐固化剂固化环氧树脂所得到的环氧树脂固化物作为绝缘材料广泛应用于高压绝缘系统。研究酸酐固化环氧树脂交联分子结构与性能间的关系,对提升环氧树脂性能或研发新型高性能环氧树脂具有重要意义。交联度是影响环氧树脂交联分子结构的重要因素之一,建立了高交联度双酚A型环氧树脂(DGEBA)/甲基四氢苯酐(MTHPA)固化体系的交联模型,采用分子动力学(MD)模拟重点研究交联度为78%-94%间,体系交联度变化对环氧树脂基材热机械特性的影响...
作者:郭丽婷; 李晓延; 姚鹏; 李扬 期刊:《材料导报》 2020年第02期
电子产品中的钎焊点失效可能会引起整个产品报废,这种情况下电子元器件的回收利用对节约资源意义重大。实现电子元器件的连接界面分离是其有效再利用的前提。旨在为开发可行的连接界面分离技术提供理论参考,本工作运用分子动力学方法模拟研究了电场作用下电场方向和电场强度对Cu/Cu3Sn界面原子扩散行为的影响。结果表明,电场方向对界面原子的扩散行为有显著影响,相同条件下施加正向电场的模型比未加电场的模型更容易发生扩散。进一...
作者:钱雨辰; 曹达敏; 何法江 期刊:《智能计算机与应用》 2019年第05期
碳纳米管具有结构的均匀性、简单性和材料的稳定性特点,同时也拥有与生物通道相似的输运性质,因此碳纳米管成为观察受限水分子结构、研究受限水分子动力学特性的理想材料。完美的碳纳米管在实际制备中几乎无法获得,管壁中不可避免地存在缺陷,这些缺陷会对碳纳米管的物理特性造成一定程度的影响。本文基于LAMMPS,选用一种含缺陷的碳纳米管,采用分子动力学方法模拟研究了受限体系下水分子在这种含缺陷的碳纳米管中输运的微观行为。结...
作者:吴芹; 臧嘉; 胡蝶; 王瑞; 邬敏辰 期刊:《食品与生物技术学报》 2019年第07期
为改善米曲霉木聚糖酶AoXyn11A的温度特性,基于其三维结构的同源建模和分子动力学模拟,随机替换最高B-factor值位点处的Gly21。以重组表达质粒pET-28a-Aoxyn11A为模板,采用全质粒两步PCR技术对AoXyn11A基因(Aoxyn11A)中编码Gly21的密码子实施饱和突变,将pET-28a-Aoxyn11A各突变体转化E.coli BL21(DE3),构建了突变转化子文库。以酶的热稳定性为指标,从文库中筛选出最优突变转化子(E.coli/Aoxyn11AG21I)。DNA测序结果显示,E.coli/Aox...
作者:张少锋; 刘释水; 金锐; 王云晴; 吴雪梅; 贺高红 期刊:《膜科学与技术》 2019年第05期
质子交换膜反应器反应条件温和、氢气传质阻力小,但产物抑制会导致产物积累和加氢性能下降,是一个具有挑战性的课题.本文采用分子动力学模拟从微观角度探究了模型反应马来酸加氢产生产物抑制的原因,提出乙醇缓解产物抑制的作用机制.通过分析非均相体系中相互作用能、吸附能和吸附形态学,发现产物琥珀酸弱的极性和电离能力及稍强的竞争吸附能力使得其倾向远离溶剂水而吸附在碳载体表面,是产物抑制的主要原因.而乙醇可以通过溶剂化作...
作者:谢璐; 安豪杰; 秦勤; 范文宝; 郑林 期刊:《硅酸盐学报》 2019年第10期
采用分子动力学方法系统地研究了碳蜂窝结构在不同方向、温度和应变速率下的拉伸力学性能。结果表明:碳蜂窝结构为各向异性材料,其管轴方向强度最高,常温下(300K)达到553GPa,Young’s模量更是达到5 300GPa,是另2个方向的10倍以上;碳蜂窝在扶手椅方向上的最大失效应变达到了0.321 2,具有相当好的延展性;温度对力学性能影响明显,在一定范围内降低温度会显著提升最大拉伸强度。
作者:赵云晓; 赵书涛; 谢庆; 赵玉顺; 王飞鹏; 郝留成 期刊:《高电压技术》 2019年第09期
平均分子量的大小对双酚A型环氧树脂性能有着显著影响,为此采用分子动力学模拟(MD)方法,将2种不同聚合度的双酚A型缩水甘油醚(DGEBA)按照不同比例混合,以甲基四氢苯酐(MTHPA)为固化剂,研究了不同平均分子量对环氧树脂体系热力学性能的影响,并与聚合度为0的DGEBA/MTHPA体系进行了对比。结果表明:随着平均分子量的增加,体系的玻璃化转变温度(Tg)先升高后降低,但均高于聚合度为0的DGEBA/MTHPA体系;平均分子量对橡胶态体系的热膨胀系数...
作者:任云鹏; 曹国鑫 期刊:《力学学报》 2019年第05期
由CVD方法制备的石墨烯含有大量的晶界,通常还带有许多褶皱,本文通过分子动力学方法研究了具有褶皱和晶界的石墨烯平面拉伸断裂行为,结果显示,在垂直晶界方向,褶皱能够显著提高小角度双晶石墨烯的断裂应力,断裂应力增幅最大约为50%,褶皱对断裂应力的影响随晶界角的增大减弱,导致双晶石墨烯断裂应力对晶界角不敏感,只略低于单晶石墨烯,和实验结果完全吻合;在沿晶界方向,褶皱对双晶石墨烯断裂应力影响不明显.另外,褶皱可以显著提高双...
作者:唐黎明; 任师兵; 郝敏; 李云龙; 何恩球; 崔建鹏 期刊:《润滑与密封》 2019年第12期
运用分子动力学模拟方法研究纳米氧化锌改善丁腈橡胶摩擦学行为的微观机制,考察纳米氧化锌增强丁腈橡胶的原子运动速度、剪切动力学与摩擦因数。结果表明:在剪切条件下,纳米氧化锌增强丁腈橡胶分子链段沿剪切方向分布完整连续,纳米氧化锌的存在提高了丁腈橡胶分子链的刚性;纳米氧化锌增强丁腈橡胶上下摩擦界面的原子运动速度峰值分别比纯丁腈橡胶材料的低11.8%与37.1%,说明纳米氧化锌的存在限制了胶料摩擦表面原子的热力学运动,减...
作者:杨婷; 李克华; 颜涛; 石东坡; 王任芳; 吴沛奇; 吴学庆 期刊:《材料保护》 2019年第10期
为了减缓油气井酸化过程中钢铁设备的腐蚀,基于胺甲基化反应,以水合肼、苯甲醛/甲醛、环己酮等为原料合成了2种缓蚀剂(Y1、Y2),并采用失重法和电化学方法测定缓蚀剂的腐蚀速率、腐蚀电流密度以及电化学阻抗参数,以评价缓蚀剂在15%盐酸中对N80钢的缓蚀行为;利用分子动力学模拟方法从微观角度分析了2种缓蚀剂与铁表面的相互作用。结果表明:2种缓蚀剂对N80钢具有良好的缓蚀作用,且Y1的缓蚀效果优于Y2;2种缓蚀剂与铁表面的吸附作用强于...
作者:马俊; 王冰; 范海冬; 蒋晗 期刊:《摩擦学学报》 2019年第05期
采用分子动力学模拟研究纳米尺度下的镍/铜双层膜的表面刮擦响应.考虑基底铜膜材料的不同表面纹理,建立分子动力学模拟模型,分析了纳米双层膜不同基底纹理下的刮擦响应,并且对比了两种典型基底纹理下不同刮头半径、不同刮擦深度对纳米双层膜刮擦响应的影响.研究结果发现:不同的基底纹理下,位错缺陷程度的不同会导致刮头前方的切屑体积不同,存在切屑体积最大的基底纹理;针对两种典型基底纹理,在刮擦深度或刮头半径一定时,刮擦力随刮...
作者:潘国顺; 雒建斌; 路新春; 郭丹; 段芳莉; 徐进; 陈入领; 张伟; 胡元中 期刊:《数字制造科学》 2011年第04期
报告中国国家重点基础研究发展计划(973计划)项目《高性能电子产品设计制造精微化、数字化新原理和新方法》中有关于原子级光滑表面制造的基础研究中所取得的进展和阶段性成果。包括CMP的若干关键技术的突破,化学机械抛光的机理研究,CMP中纳米粒子行为的计算机模拟和实验研究。开展原子级光滑表面制造和化学机械抛光开展的实验研究,理论分析和计算机模拟。内容包括固体磨粒材料的选择,磨粒的表面修饰和分散,磨粒大小和含量...
作者:武宗凯; 王江宁; 张超; 宋秀铎; 李军强; 李伟 期刊:《化学推进剂与高分子材料》 2018年第05期
为研究三羟甲基乙烷三硝酸酯(TMETN)改善NC(硝化纤维素)力学性能的效果及其作用机理,采用分子动力学模拟计算的方法,研究了NC/TMETN共混体系的结合能、分子间的径向分布函数及力学性能,并与NC/NG(硝化甘油)共混体系进行了对比。结果表明:不同比例NC/TMETN共混模型的弹性模量、剪切模量和体积模量等均低于NC模型的,证明加入TMETN可有效增加NC的塑性;通过径向分布函数分析可知,NC/TMETN、NC/NG均存在较强的氢键和范德华力;相...
作者:郑晓杰; 马少杰; 吴文娟; 郑康成 期刊:《广东药科大学学报》 2019年第01期
目的研究吲哚类双靶点Src/IGF-1R抑制剂与两个受体的作用机制。方法用分子对接和分子动力学(MD)模拟方法确定化合物与两个激酶的结合模式和相互作用的关键氨基酸,并用MM-PBSA法计算化合物与受体的结合自由能。结果通过对接发现抑制剂在两个激酶中的结合模式非常相似,化合物的对接能量打分与它们的抑制活性具有良好的相关性(Src的R=0.800;IGF-1R的R=0.891),两个激酶蛋白结构叠合的均方根偏差和标准分数分别为0.18nm和7.02nm,蛋白序...