一种基于MS软件的分子动力学模拟计算金纳米团簇熔点的方法

为考察MS（MaterialsStudio）软件是否能对金属或者合金催化剂在沸石等载体表面及孔道中负载及烧结等行为进行分子模拟研究。首次尝试利用MS软件、COMPASS力场以及软件自有分析手段对1．0～6．0nm7种不同粒径的金纳米团簇的熔点进行了模拟计算。模拟研究发现，可以通过系统的能量、径向分布函数、粒径大小以及定向相关函数随温度变化曲线的异变来联合判断纳米团簇的熔点范围，而其中定向相关函数法是全新且有效的方法。模拟得到的不同粒径金纳米粒子熔点与文献报道的经验式计算值具有一定的可比性，说明本工作所采用的研究方法是可靠的。

MS软件应用到材料专业教学中的创新型人才培养模式研究

创新型人才是当今世界最重要的战略资源。加强创新教育研究,改革人才培养模式,积极探索培养创新型人才的有效途径成为高等教育的选择。本文把材料专业的科研软件MS引入到教学中,不仅改变了大学课堂普遍存在的沉闷现象,而且还培养了学生的创新意识和创新能力,使大学课程教学与科研紧密结合,为创新型人才的培养创造了良好的环境。

一种利用MS软件计算纳米金属团簇熔点的新方法——定向相关函数综合判断法

到目前为止,所报道的利用分子动力学方法计算纳米金属团簇的熔点多采用的是某些特定的软件,这给该领域的研究推广带来了一些不便。MS(Materials Studio)软件是一种通用的商业化软件,已被许多高校和研究机构所使用。利用MS软件计算纳米团簇的熔点,一般采用的是径向分布函数法,判据不够充分。本课题组在前期工作的基础上经摸索发现,定向相关函数随温度变化曲线在熔点附近出现明显的波动,再结合能量温度曲线以及径向分布函数曲线,可以方便地计算出纳米团簇的熔点范围,计算结果与文献经验式计算结果基本一致。本文简要报道了以直径2.12和2.73nm银纳米团簇为例进行研究的结果,希望能和同行们一起分享这种新方法。

PEM内水和质子扩散的分子动力学模拟

为了研究Nafion膜的微细观结构及其输运特性,本文针对目前广为采用的Nafion 117膜并基于MaterialsStudio(MS)软件平台构建了一种分子动力学计算模型,对其实施了计算,得到了不同含水量下Nafion 117膜的元胞结构,膜元胞的密度的模拟值与实验值吻合较好;同时研究了水分子和水合氢离子在膜内的扩散,水分子和水合氢离子的扩散系数随着含水量的增加而增加,和实验值变化趋势一致。分析了计算结果与文献实验值出现偏差的原因,并指出目前利用分子动力学方法对质子交换膜(PEM)进行微观研究仍不失为有力的手段。

燃料电池阴极扩散层扩散特性研究

本文采用粗粒化分子动力学方法研究了燃料电池阴极扩散层的扩散特性。采用全原子方法的计算结果校验了粗粒化方法的准确性,并提出了一种定量校正方案。分析了碳纳米管气体扩散层中气体和水的扩散特性,其中气体和水的扩散存在各向异性,气体和水两者在碳纳米管中轴向的扩散系数均较低,且气体和水的轴向扩散系数也随着该分子比例的降低而进一步降低;对带缺陷气体扩散层的研究表明气体扩散层中缺陷的形态对其扩散性能有显著的影响。