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技术方向

计算与模拟 最新动态

高分子计算方向的进展:分子动力学与粗粒化模拟、自洽场与相分离理论、多尺度建模与结构预测。

92 条精选近 30 天 92 条共收录 146 条

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精选归档 · 第 2 页

10月15日周四第 21–40 条
  1. Macromolecules58

    同步辐射 WAXD/SAXS 快速扫描解析取向聚合物晶区的力学形变与粘弹松弛

    研究开发了同步辐射 WAXD/SAXS 快速扫描系统,将晶区应变数据采集时间从传统 X 射线衍射所需的数十小时缩短到几分钟。作者指出晶区应力仍无法直接测得,所得晶粒模量仍是表观值,并提出晶区应视为粘弹体而非简单弹性体,结合非均匀应力分布构建新力学模型,据此估算了聚乙烯、尼龙-6、纤维素和蚕丝等代表性聚合物的真实晶粒模量与松弛行为。

    推荐理由:作者用快速同步辐射 WAXD/SAXS 追踪晶区应力松弛,提出把晶区当作粘弹体处理的新力学模型。

  2. Biomacromolecules58

    C端β-转角竞争构象解释胶原三螺旋的构架依赖性稳定

    研究识别出胶原模拟肽C端一种含分子内CO···HN接触的β-转角样构象,它竞争性抑制三螺旋组装。在POG构架中,C端伯酰胺经涉及脯氨酸羰基的瞬态分子内接触促进该状态,削弱链间氢键并扰动末端聚脯氨酸II几何;N-甲基化或酯化可抑制β-转角形成,使稳定性最高提升7.5 °C,而GPO构架中同一端基反而强化链间氢键。

    推荐理由:原文用DFT、NMR与晶体学数据把胶原三螺旋的构架依赖性稳定归因于C端β-转角竞争构象,为多肽端基设计提供了可迁移的结构依据。

  3. Journal of the American Chemical Society62

    氟化超疏水 COF 实现耐湿甲烷纯化

    研究团队通过拓扑与堆叠导向的分子设计,将超微孔工程与孔表面氟化结合,构建出超疏水共价有机框架(COF)TF-COF 和 NF-COF,用于耐湿甲烷纯化。NF-COF 在 298 K 下丙烷吸附量达 99.4 cm3 g–1,C3H8/CH4 IAST 选择性为 251.7。

    推荐理由:原文给出氟化 COF 的孔道设计与 C3H8/CH4 选择性数据,可据此判断潮湿条件下甲烷纯化的可行性。

  4. Journal of the American Chemical Society62

    在 Au(111) 表面合成低带隙环戊并[c,d]薁基聚合物

    研究团队在 Au(111) 表面通过热诱导 Ullmann 偶联合成了含 [7–5–5] 环戊并[c,d]薁(CPA)基元的非交替聚合物。键分辨扫描隧道显微镜确认了该 [7–5–5] 骨架的稳定性,扫描隧道谱与 dI/dV mapping 结合密度泛函理论计算显示聚合物带隙窄至 1.5 eV。

    推荐理由:原文给出在 Au(111) 上通过 Ullmann 偶联构建 [7–5–5] 非交替聚合物的路线,并附 STM 与 DFT 的能带证据。

  5. Journal of the American Chemical Society78

    群论指导轨道对称性调控:cis-喹吖啶酮衍生物实现窄带黄光 OLED

    研究以量子化学与群论分析重新审视 cis- 与 trans- 喹吖啶酮异构体,发现 cis-喹吖啶酮(cis-QA)最低能跃迁为对称禁阻,跃迁偶极矩可忽略、本征发光很弱。

    推荐理由:原文用群论指导的轨道对称性调控,把对称禁阻跃迁转为偶极允许,为窄带发光体设计提供可迁移思路。

10月14日周三
  1. Journal of the American Chemical Society73

    连接键工程构建 1,6-anthrazoline 连接 COF,光催化产氢速率达 307.8 mmol g–1 h–1

    研究通过亚胺键锁定与位点特异性质子化的两步后合成方案,制备了 1,6-anthrazoline 连接的共价有机框架 TP-PACOFs,其骨架为阳离子型全共轭结构,兼具高平面性、可调给体-受体特征与良好结晶性。

    推荐理由:原文给出连接键工程调控激子解离的思路与 307.8 mmol g–1 h–1 产氢速率,可对照 COF 光催化剂的性能区间。

  2. Advanced Functional Materials60

    静置加脉冲的界面重构方案使老化 LiFePO4/石墨软包电池恢复约 10% 容量

    研究团队针对老化 LiFePO4/石墨诊断软包电池提出静置加脉冲(RP)方案,将 12 h 放电态静置与短电压脉冲结合,实现约 10% 的绝对容量恢复,平均库仑效率达 99.3%,高于单独静置的约 6%。

    推荐理由:针对老化 LiFePO4/石墨软包电池,给出静置加脉冲的容量恢复方案与 7Li ssNMR 证据,可对照静置单独处理的效果。

  3. Advanced Functional Materials62

    共价有机框架中活性位点与电荷传输网络的差异化适配实现 H2O2 光合成

    研究构建了由二嗪异构体(哒嗪 Dz 与吡嗪 Pz)与可调连接化学(sp2c-、混合、imi-连接)组成的双维度 COF 平台,实现活性位点电子环境与骨架电荷传输行为的解耦调控。

    推荐理由:通过二嗪异构体与连接化学的组合,揭示活性位点电子结构与骨架电荷传输之间的匹配关系,为 COF 光催化剂设计提供可迁移思路。

  4. Small62

    通过溶度参数调控界面相容性,实现聚氨酯脲弹性体同时增强与增韧

    研究提出一种溶度参数调控的设计策略,用于聚氨酯脲弹性体,并结合全原子分子动力学模拟与实验,阐明硬段在软基质中的溶解度如何决定微相分离、畴形貌与力学性能。结果表明,软硬段之间最佳相容性促成疏松与致密硬畴共存,在不牺牲韧性或强度的前提下同时实现能量耗散与承载,拉伸强度约 77 MPa、韧性约 290 MJ/m³。

    推荐理由:通过溶度参数调控软硬段相容性,让聚氨酯脲弹性体同时获得约 77 MPa 拉伸强度与约 290 MJ/m³ 韧性。

10月13日周二
  1. Macromolecules60

    动力学与随机图框架预测 thiol-yne 聚合的速率加速与网络形成

    研究建立了动力学、分析与随机图框架,用于预测 thiol-yne 聚合的反应动力学与网络形成。动力学模型预测出一种化学驱动的速率加速,源于乙烯基硫醚的生成与消耗之间的相互作用,使最大速率比初始速率快至多 33%。

    推荐理由:用动力学模型与随机图框架预测 thiol-yne 聚合的速率加速与网络形成,方法可迁移到环氧-胺等竞争串联反应。

  2. Advanced Materials62

    分子调控电荷保持让亚胺连接聚合物在光照后持续产 H2O2

    研究报道了一种分子调控策略,通过改变亚胺连接聚合物网络中的中心胺衍生单元来调节电荷分离与保持时间,并影响暗态 H2O2 生成。与 N 中心参照体系相比,C3N3 中心类似物在皮秒尺度的衰减时间尺度延长约 27 倍、纳秒尺度提高约 3 倍,40 min 内暗态 H2O2 产量达 4941 µmol g−1,约为 N 中心对照的 1.5 倍。

    推荐理由:通过调节中心胺单元比较亚胺连接聚合物的电荷寿命与暗态活性,给出分子结构到暗反应性能的对应关系。

  3. Advanced Functional Materials62

    大语言模型引导迭代设计超稳定钠离子电池电解质

    作者提出一种文献知识引导的迭代工作流,将大语言模型与贝叶斯优化结合,用于钠离子电池电解质的理性设计。优化得到的双阴离子杂化溶剂化电解质(DHSE)构建协同溶剂化结构,诱导形成致密、富无机且机械稳固的 CEI,抑制副反应并降低去溶剂化势垒以加速 Na+ 传输。

    推荐理由:原文给出 LLM 结合贝叶斯优化筛选电解质的流程,以及 Ah 级软包电池的能量密度与循环保持率数据。

  4. Angewandte Chemie International Edition62

    CuWO4/聚庚嗪酰亚胺 Z 型异质结借不对称 Cu2+/Cu+ 位点实现光催化 CO2 制乙醇

    研究报道了一种 Z 型 CuWO4/聚庚嗪酰亚胺异质结,其不对称 Cu2+/Cu+ 双位点用于 CO2 光催化还原制乙醇。CuWO4 中的位点选择性氧空位诱导生成结构相同但电荷不对称的相邻 Cu 位点,增强 CO2 活化并稳定相邻 *CO 中间体,促进 C─C 键形成;原子级键合的 O─W─N 异质界面实现定向 Z 型电荷转移,为 CuWO4 表面供给光生电子并稳定该双位点。

    推荐理由:原文给出 Z 型异质结中不对称 Cu2+/Cu+ 双位点的构建思路与纯水中乙醇产率,可了解光催化 CO2 制多碳产物的界面设计路径。

  5. Angewandte Chemie International Edition72

    sp 杂化乙炔单元引入 COF 实现选择性 H2O2 电合成

    研究将 sp 杂化的乙炔单元引入共价有机框架(COF)的顶点或连接单元,得到 π 共轭扩展、电荷离域增强且孔道电子极化的 COF,从而强化 O2 吸附与活化。与以 sp2 为主的类似物相比,这些 sp 杂化 COF 表现出更快的电荷转移动力学、更高的 H2O2 选择性和更好的 2e⁻ ORR 活性。

    推荐理由:通过 sp 杂化乙炔单元调控 COF 的电荷离域与孔道极化,为 2e⁻ ORR 催化剂给出键杂化层面的设计参数。

  6. Angewandte Chemie International Edition62

    Fe-PDI 聚合物借自旋匹配双通道电荷转移提升光催化 H2O2 产率

    研究提出基于 Fe 离子与 N,N′-二(4-苯甲酸)-3,4,9,10-萘四甲酸二酰亚胺配体(Fe-PDI)的自旋匹配双通道协同电荷离域策略,该聚合物含混合价 Fe(II)/Fe(III) 位点并呈中间自旋构型,轴向 d z 2 轨道单占据。

    推荐理由:Fe-PDI 通过自旋匹配的双通道电荷转移把 O2 活化从自旋禁阻变为可行,读者可了解单一位点催化中自旋态调控的设计思路。

  7. Chinese Journal of Chemistry60

    平面性调控的4,5,9,10-芘二酰亚胺基三单元将电子迁移率提升至0.10 cm²·V⁻¹·s⁻¹

    研究设计并合成了四种以4,5,9,10-芘二酰亚胺(PyDI)为核心、萘并[2,3-b]噻吩二酰亚胺(NTI)为端基的三单元(PyDI-BNTI、PyDI-BMd-BNTI、PyDI-BPz-BNTI、PyDI-BBTz-BNTI),通过选择端基与引入不同π桥精确调控分子平面性和分子轨道能级。

    推荐理由:四种PyDI基三单元的平面性与LUMO能级、堆积有序度及电子迁移率的对应关系,为n型有机半导体分子设计提供参照。

  8. Small60

    通过合成选择压力调控共价有机框架的亚稳与稳定态

    研究以柔性四嗪与刚性芘单元构建模型 COF 体系,通过调节反应温度施加不同的合成选择压力。较低温度下非共价作用保留柔性构象,得到高柔性、环境敏感的亚稳 AA 堆叠材料 Tz-COF-AA,并可进一步转变为层间错移相 Tz-COF-AA';较高温度下柔性构象被破坏,生成以共价键主导的刚性 AB 堆叠稳定材料 Tz-COF-AB。

    推荐理由:通过调节反应温度这一选择压力,同一单体体系可分别得到亚稳 AA 堆叠与稳定 AB 堆叠 COF,并给出碘吸附性能差异。

  9. Nature Communications62

    可解释 AI 引导发现可降解离子化脂质 PA97MD101,提升小鼠肝脏 mRNA 递送

    研究建立了一套可解释的离子化脂质发现框架,结合模块化可降解脂质化学、高通量表型分析、机器学习、虚拟库扩展与独立体内验证。从 520 个脂质库出发,用 HeLa 细胞萤火虫荧光素酶(Fluc)表达数据训练 XGBoost 模型,借助理化描述符与分子指纹在 10,920 个虚拟空间中优先筛选体外转染活性更高的候选物,体内表型分析确定 PA97MD101 为先导离子化脂质。

    推荐理由:可解释 AI 框架从 520 个可降解脂质中筛出 PA97MD101,并给出体内肝脏 mRNA 递送与 Cas9 敲低数据。

  10. ACS Macro Letters74

    通过 ADMET 聚合与骨架氢化合成机械响应聚烯烃

    研究以蒽–马来酰亚胺加合物为机械力响应基团,通过 ADMET 与 1,10-十一碳二烯共聚得到聚烯烃,在超声、球磨和压缩下表现机械荧光行为。对不饱和骨架氢化后得到半结晶聚乙烯,压缩下机械力响应基团活化效率明显提升。DSC 与 WAXS 分析表明,这一提升来自结晶度提高与链段运动受限,从而抑制能量耗散、更有效地把机械力导向机械力响应基团活化。

    推荐理由:用 ADMET 与骨架氢化把机械力响应基团引入聚烯烃,并给出结晶度与活化效率的对应关系。