六氟化硫替代气体的研究现状及未来发展趋势

六氟化硫(SF_(6))是电力行业应用最为广泛的绝缘和灭弧介质。然而,SF_(6)具有极高的温室效应潜值(GWP=23900),其引起的环境问题逐渐成为制约我国电网绿色发展的重要因素。本文首先回顾了SF_(6)替代气体试错法和计算机辅助法的筛选历程,综述了全氟酮、全氟异丁腈、三氟硫氮、氢氟烯烃等候选物在绝缘性能和制备方法两方面的研究成果。随后聚焦SF_(6)替代气体筛选中的核心问题,分别从物理定义、基团贡献、定量构效关系和机器学习的角度,回顾了绝缘气体各性能预测方法的研究进展,指出同时兼顾计算效率、精确性和泛用性的预测方法是未来的发展趋势。基于目前的研究现状,提出了高通量分子设计和共沸绝缘气体两种研发思路,以期为我国绝缘环保气体的研发提供有益的借鉴。

计算含能材料专刊序言

计算(含模拟与仿真)是发展含能材料不可或缺的重要手段,计算与含能材料的交叉融合也促成了计算含能材料这一学科方向。计算含能材料在设计新型含能材料、揭示含能材料微观释能机制、指导含能材料实验和发展含能材料理论等方面发挥着不可替代的作用。实验、理论、计算与大数据是当前科学研究的四大范式,其在含能材料研发中已呈现出深度融合之势。

基于分子晶体序参数与K-means聚类的TNT晶型转化有限温度弦研究

为揭示炸药转晶稀有事件的分子机制,分别构建了基于键距离(即分子间距离)与键取向和分子取向的两类序参数,借助基于Euclidean距离和密度权重的K-means聚类算法进行了序参数的增强采样。结果表明,基于分子晶体序参数与K-means聚类的增强采样改进了稀有事件常规有限温度弦方法,使自由能快速收敛。将该方法用于TNT晶型转化的研究,避免了分子晶体序参数“维数爆炸”,获得了平均力势面,验证了基于分子晶体序参数与K-means聚类有限温度弦方法在炸药晶型转化研究中的有效性,探明了TNT(O)与TNT(M)之间界面诱导、局部引发、多核非同步生长的晶型转变过程。

层状含能材料设计方法研究进展

综述了层状含能材料的国内外最新研究进展,详细讨论了层状含能材料的主要设计策略:一是基于经验直觉的设计方法,典型思路有内环化反应、双边修饰、层内氢键匹配、面对面π-π堆积策略等;二是基于化学理论计算的设计方法,设计理念在于搜索热力学稳定的二聚体和晶体结构预测方面;三是基于机器学习的设计方法,设计思路主要体现在加速层状堆积模式的筛选和对材料性质的快速预测。最后,对层状含能材料设计工作的未来发展方向提出了展望,例如,基于统计学规律深入理解层状含能材料的构效关系以及构建适合层状含能材料的特征描述体系。附参考文献85篇。

5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟铵在不同生长条件下的晶体形貌预测

为了准确预测5,5'-联四唑-1,1'-二氧二羟铵(HATO)在不同生长条件下的晶形,对PCFF力场参数进行了系统地验证与修正。采用分子模拟方法,计算了HATO晶面的附着能,获得了HATO在真空、7种溶剂(水、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、四氢呋喃、三氯甲烷)和3种添加剂(十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、糊精)中的晶形。结果表明:HATO在真空中的晶形为长片状,由(020),(11-1),(011),(110)和(100)五个晶面构成。其中,(020)晶面最为重要,占据了总表面积的53.97%。在二甲基亚砜、甲醇、乙醇极性溶剂中,(020)晶面的形态学重要性降低,HATO晶形得到改善。在3种添加剂中,HATO晶形仍呈长片状。晶形预测结构与实验吻合较好,可为HATO的晶形控制提供理论指导。

全氮材料基础性能理论研究:Ⅰ.晶体密度预测

为了准确预测全氮材料的晶体密度,基于量子化学计算方法,建立了全氮材料的"特异性"分子力场。通过预测晶体堆积结构,计算了20种全氮分子的晶体密度。结果表明,N_4(T_d)、N_6(D_(3h))、N_8(O_h)、N_(10)(D_(5h))及N_(12)(D_(6h))五种笼形全氮分子的晶体密度分别为1.81,2.08,2.47,2.46,2.57 g·cm^(-3)。随着氮原子数的增加,笼形全氮分子晶体密度不同于文献中递增的趋势,而是在N_8(O_h)处出现了突变,体现了特异性力场参数的合理性。

全氮材料基础性能理论研究:Ⅱ.生成焓预测

为了准确预测全氮材料的生成焓,基于原子化反应,采用B3PW91、B3P86、B3LYP、X3LYP、O3LYP、M052X、M062X、M06HF、B2PLYP 9种密度泛函分别对52种多氮化合物的气相生成焓进行了计算。通过与实验数据对比,双杂化泛函B2PLYP的平均绝对偏差最小,为30.1 k J·mol^(-1),且优于G4方法,选择该泛函计算了N_4(T_d)、_N6(D_(3h))、N_8(O_h)、N_(10)(D_(5h))及N_(12)(D_(6h))5种全氮分子的气相生成焓,计算结果依次为756.4,1338.2,1878.5,2144.3,2787.0 k J·mol^(-1)。

硝基甲烷在石墨烯表面初始反应机理的理论研究

为了考察石墨烯对硝基甲烷(NM)反应机理的影响,采用ONIOM(our Own N-layer Integrated molecular Orbital and molecular Mechanics)方法研究了硝基甲烷在石墨烯表面的三种初始反应,包括NM-亚硝酸甲酯(MN)重排反应、氢迁移重排反应及C—N键均裂反应。结果表明,石墨烯表面影响了NM初始反应过渡态、反应产物的结构及能量。与孤立NM相比,NM在石墨烯表面的三种初始反应活化能依次降低了13.4 k J·mol-1、增加了3.8 k J·mol-1和5.4 k J·mol-1,活化能的顺序由C—N键均裂反应<氢迁移重排反应<NM-MN重排反应变为NM-MN重排反应<C—N键均裂反应<氢迁移重排反应。由于石墨烯的平面结构,导致反应过渡态与反应产物的结构倾向于形成平面结构或重叠式构型,从而能够最大程度地与石墨烯相互作用。

疏水蛋白吸附碳纳米管的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了水溶液中Ⅱ型疏水蛋白HFBI在单壁碳纳米管(SWNTs)表面的吸附过程,考察了3种不同的HFBI初始取向,并计算了结合自由能,从累计240 ns的模拟轨迹中得到了不同的吸附结构.结果表明,当HFBI完全通过疏水面与SWNTs作用时,其结合自由能最有利吸附,且吸附最稳定.另外,由于HFBI含有4个二硫键,因此吸附过程几乎不改变其二级结构.

含能材料晶形预测方法:附着能模型及其发展

为促进附着能模型的合理使用及含能材料晶形预测方法更好地发展,综述了国内外近十年来附着能模型在含能材料晶形预测中的应用,对比了相同体系下部分晶形的预测结果,详细阐述了附着能在真空中和溶剂中的计算方法以及计算模型的构建,重点讨论了分子力场、模型尺寸、晶面-溶剂相互作用等因素对附着能计算结果的影响,并介绍了附着能模型的最新进展,包括溶剂效应的校正、过饱和度的探索、晶形预测新策略等,推动含能材料晶形预测方法向更精确的生长机制模型迈进。附参考文献82篇。

含能材料晶体设计方法新进展

晶体结构作为最基本的应用实体单元,显著影响含能材料的能量、安全等性能。面向晶体尺度的设计方法研究对新型含能材料的创制具有重要意义。近年来,西安近代化学研究所刘英哲研究员课题组发展了系列晶体设计方法,旨在推动含能材料结构设计水平由分子尺度迈向晶体尺度。基于“同源晶体”的含能材料结构设计策略复杂的分子间相互作用使得含能晶体的精准设计极具挑战。

672例2型糖尿病并发高血压病的中西医治疗临床流行病学调查分析

目的了解 2型糖尿病并发高血压病近 1 0年来中西医治疗的现状 ,为制定 2型糖尿病及其并发症的中医诊疗方案打下基础。方法采用临床流行病学调查方法 ,对 672份被调查病例的临床资料及实验室数据进行统计及回顾性分析。结果在调查的 672份病历中使用常用中医治法 7种 ,使用方剂 90余种及单味中药 3 0 0余种。结论通过中西医结合治疗 ,治疗前后血糖、血脂值差异具有非常显著性 (P <0 .0 1 ) 。

3，3，7，7-四(三氟甲基)-2，4，6，8-四氮杂双环［3．3．0］辛烷及其多硝基取代物结构与性能的理论研究

采用密度泛函理论，在 B3LYP／6-31＋G（d）理论水平下，研究了3，3，7，7-四（三氟甲基）-2，4，6，8-四氮杂双环[3．3．0]辛烷及其多硝基取代物的结构和性能；在简谐振动分析的基础上，求解了该类化合物的振动频率、红外光谱及273～1000 K 内的热力学性质；采用 Monte-Carlo 随机算法预估了其密度；借助 Kamlet-Jacobs 公式预估了其爆热、爆速和爆压。结果表明，构型、密度及振动频率的计算值与实验值符合较好，其中2，4，6-三硝基取代物与2，4，6，8-四硝基取代物的爆速预估值分别为9．14、9．67 km／s，爆压预估值分别为40．91、46．69 GPa，满足了高能量密度化合物的标准。

硝基甲烷在石墨烯表面的结构排布特征

采用分子动力学模拟研究了硝基甲烷(NM)在石墨烯(GRA)表面的结构排布特征。结果表明,GRA表面能够诱导NM进行有序地层状排布,在最接近GRA表面的一层,有序化程度最高,NM具有特定的排布取向,即偶极矩矢量平行于GRA表面,导致NM的排布较为密集,局域密度高于平均密度。为了能够最大程度与GRA作用,部分NM从重叠式结构转化为交错式结构。随着NM与GRA距离的增加,GRA对NM结构排布的影响减弱,从第3层开始,结构排布已趋于液体NM的无序状态。

原发性高血压病肝阳上亢证与临床指标的相关性分析

目的:分析原发性高血压患者肝阳上亢证与相关临床指标的关系。方法:将190例原发性高血压病患者按照中医相关诊疗指南辨证分为肝阳上亢证和非肝阳上亢证(肝火亢盛证、痰淤互结证、肾阳虚证、气血两虚证、肝肾阴虚证和阴阳两虚证)。检测正常人群及原发性高血压病患者一般生化指标、24 h动态血压监测血压和血压变异性、心血管重构(心室重构及血管重构)及血管内皮舒张功能指标(FMD和NMD)等指标;并分析肝阳上亢证与生化指标、血压和血压变异性、心血管重构(心室重构及血管重构)及血管内皮舒张功能(FMD和NMD)等指标间的关系。结果:在生化指标方面,与非肝阳上亢证组高血压病患者比较,肝阳上亢证组在谷丙转氨酶、尿酸、TSH等方面存在显著性差异(P<0.05)。在动态血压监测方面,与非肝阳上亢证组高血压病患者比较,肝阳上亢证组在24 h SBP、24 h平均脉压、dSBP及nSBP方面明显下降,在24 h收缩压变异、24 h舒张压变异、24 h脉压变异及夜间舒张压变异方面明显增加,差异有统计学意义(P<0.01或P<0.05);肝阳上亢证组表现为非杓型和反杓型,特别是反杓型,而非肝阳上亢证组表现为非杓型、反杓型和超杓型,特别是超杓型。在心室肥厚方面,与肝阳上亢证组高血压病患者比较,非肝阳上亢证组在心脏彩超相关指标(IVST、LVPWT、LVEDd、LVMI)增加中更明显,两者差异有统计学意义(P<0.05)。在血管重构方面,与非肝阳上亢证组高血压病患者比较,肝阳上亢证组在PA、S、IMT、IMT/ID及baPWV方面明显下降,差异具有统计学意义(P<0.05);同时与非肝阳上亢证组高血压病患者比较,肝阳上亢证组在血管内皮舒张功能障碍更明显,两者差异有统计学意义(P<0.05)。在血管活性物质方面,与非肝阳上亢证高血压病患者比较,肝阳上亢证组在NO方面降低更加明显,在AngⅡ和PDGF-BB方面升高更加明显,差异具有统计学意义(P<0.01)。结论:在生化指标、血压变异性、血管重构、颈动脉内皮功能、血管活性物质等方面,存在多个临床指标的差异在一定程度上反应高血压病肝阳上亢证中医证型的病情变化与高血压病肝阳上亢证型具有一定相关性。

H.264中一种基于搜索范围自适应调整的运动估计算法

视频编码标准H.264中的固定搜索范围设定,使得运动估计单元的计算量和存储读写带宽过大,给实时编码带来了困难。该文提出一种基于搜索范围自适应调整的运动估计算法。算法首先根据当前编码块预测运动矢量(PMV)点的绝对误差和(SAD)以及相邻已编码块的信息,判断PMV的预测准确程度,自适应地确定搜索范围(SR)大小;然后通过检测编码块所在区域的运动方向特性,确定SR内的有效搜索方向。仿真结果表明:相比于全搜索算法和UMHexagon算法,该文算法分别能够平均节省91%和18%左右的运动估计时间,而码率和图像PSNR基本保持不变。

2型糖尿病5类常见中医证候舌象脉象调查分析

目的调查分析2型糖尿病5类常见中医证候舌象﹑脉象特征。方法根据湖南省内5个调查点所收集的2型糖尿病临床流行病学调查资料,将其中的热盛伤津,肝肾阴虚,气阴两虚,阴阳两虚,湿热内蕴5类较常见证候的舌象﹑脉象进行统计学分析。结果2型糖尿病5类证候共1433例各证的舌象﹑脉象具有一定的特征。结论2型糖尿病中医各类证候的舌象﹑脉象特征可为2型糖尿病的中医辨证提供一定的依据。

一种基于FPGA实现的FFT结构

本文讨论了一种可在FPGA上实现的FFT结构。该结构采用基于流水线结构和快速并行乘法器的蝶形处理器。乘法器采用改进的Booth算法,简化了部分积符号扩展,使用Wallace树结构和4-2压缩器对部分积归约。以8点复点FFT为实例设计相应的控制电路。使用VHDL语言完成设计,并综合到FPGA中。从综合的结果看该结构可在XC4025E-2上以52MHz的时钟高速运行。在此基础上易于扩展为大点数FFT运算结构。

刘光宪辨治重症肌无力经验

介绍刘光宪辨治重症肌无力的临床经验。认为该病病因病机多为脾虚、湿郁、风动、肾虚、血瘀、络阻;治疗分内外治法,内治多用中药辨证论治,外治善用灸法。并举验案1则。