分子动力学模拟技术在有机蒙脱石研究中的应用

综述了现阶段分子动力学模拟技术在有机蒙脱石研究领域的进展情况,指出了现有研究中存在的问题并对其应用前景进行了展望。通过总结发现当前研究所存在的问题主要是建立的蒙脱石模型较为理想化,没有充分考虑外界环境因素以及蒙脱石类质同象取代位等晶体化学特征对有机蒙脱石层间结构和性能的影响,但随着模拟细节的逐步完善和计算机运算能力的提高,相信分子动力学模拟技术必然会更加广泛、更加深入地应用于有机蒙脱石的研究当中。

基于分子动力学模拟的超低温SiO_(2)材料开裂影响因素分析

本研究针对岩石主要成分SiO_(2)的常见分子结构,运用LAMMPS分子动力学软件构建了SiO_(2)预制裂纹试样微观尺度下裂纹扩展分析数值模拟模型,分析了不同加载速率、力加载方式、不同温度下力加载及模型厚度条件下的裂纹扩展规律,揭示了超低温下固体材料裂纹起裂扩展的微观影响因素及其规律。研究发现:加载速率变化会引起裂纹扩展路径变化,但不同加载速率下总体势能、动能、区域平均应力以及总体温度的变化规律基本相似;不同温度下力加载,裂纹总长和裂纹平均扩展速率随温度的增加而增加。分子动力学模拟技术能有效反映微观环境对固体介质裂纹扩展的影响规律,为探究岩石类等建筑材料的脆性破坏机理研究提供了新途径。

金属钚表面氦释放的分子动力学模拟

钚因放射性衰变而出现自辐照老化效应，氦行为和氦泡行为是这种老化效应的集中体现，也是理解这种老化效应的重要途径。运用分子动力学模拟技术，研究了氦泡的释放过程。钚-钚、钚-氦和氦-氦相互作用势分别采用嵌入原子多体势（Embedded Atom Method，EAM）、Morse对势和Lennard．Jones对势，计算体系采用表面平板模型。研究结果表明：距离表面一定距离的氦泡中的氦原子发生释放，释放过程受距离表面的距离、温度、氦泡大小以及氦原子密度等因素的影响；

单晶铜表面划擦过程模拟

应用分子动力学模拟技术模拟刚性针尖在单晶铜表面的划擦过程,探讨在微观领域材料的摩擦磨损特性,为进一步探讨纳米摩擦模拟技术及微观领域材料特性奠定基础.模拟结果表明,在材料微观划擦机理中,针尖的摩擦阻力来自于基体表面位错的堆积,同时,位错在基体中的传播速度对摩擦阻力也有影响.

上海应物所等研究揭示锂离子嵌入碳纳米管束的精细过程

中科院上海应用物理研究所物理生物学实验室宋波和方海平采用最新的量子分子动力学模拟技术，研究了锂离子嵌入碳纳米管束及其在碳纳米管束中扩散的动态行为。

Simulating ion clustering in potassium thiocyanate aqueous solutions with various ion-water models

Using a molecular dynamics simulation technique,we compared several commonly used ion-water models to describe the microscopic structures and dynamics in KSCN aqueous solutions.Results are compared with observations of femtosecond infrared vibrational-energy transfer and anisotropy measurements.The Jorgensen/TIP4P model is found to provide the best reproduction of clustering properties such as percentage of clustered ions,cluster-size distribution,concentration dependence of the water,and ion-rotation time constants.