用分子模拟预测表面活性剂表面浓度的方法研究

批准号:
21173146
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
孙淮
依托单位:
学科分类:
B0302.化学模拟与应用
结题年份:
2015
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨春炜、曹风雷、戴建兴、王琳、白晨、苗延霖、陈龙、辛亮
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中文摘要
表面活性剂在表面的结构决定了其性能,而表征表面结构的一个基本指标是表面活性剂的表面浓度。由于表面浓度是由包含溶液、界面和胶束的多相平衡决定的,用常规的分子模拟方法无法直接预测。已有的分子模拟均依赖于实验测定的表面浓度,不能进行第一原理的预测,失去了分子设计的意义。如何预测表面活性剂的表面浓度成为制约用分子模拟方法从第一原理研究表面活性剂的瓶颈问题。本项目计划以多相体系的相平衡为理论基础,开发准确描述表面活性剂分子的力场,采用热力学积分方法计算表面活性剂分子在溶液和界面的化学位,寻找相平衡条件,以此确定表面浓度。研究目标是建立不依赖实验数据直接预测表面活性剂的表面浓度的方法。其成功实施对采用分子模拟方法预测表面性质、理解表面现象的本质、以及根据需求筛选表面活性剂、实现分子设计有重要意义。提出的研究方案有前期工作的基础。
英文摘要
本项目运用直接模拟和自由能计算的方法研究了表面活性剂体系的相平衡及表面活性剂分子的自组装过程,预测了表面活性剂的表面浓度、表面张力及临界胶束浓度。在基金的支持下,完成了预定目标,解决了本项目的关键问题。主要研究内容包括:1)开发了适用于有机分子和表面活性剂分子的全原子TEAM力场,在此基础上,开发和优化了具有可迁移性的粗粒化力场;2)通过直接模拟方法成功预测了离子型表面活性剂分子的表面浓度和临界胶束浓度,考察了钙离子对表面活性剂分子胶束的影响,研究了牛顿黑膜的破裂机理;3)优化了混合体系自由能计算的方法,通过自由能计算预测了非离子表面活性剂分子的表面浓度和临界胶束浓度。四年中共发表论文26篇,待发表4篇。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Thermal decomposition of FOX-7 studied by ab initio molecular dynamics simulations
从头算分子动力学模拟研究 FOX-7 的热分解
DOI:10.1007/s00214-014-1567-5
发表时间:2014-09-10
期刊:THEORETICAL CHEMISTRY ACCOUNTS
影响因子:1.7
作者:Liu, Yang;Li, Feng;Sun, Huai
通讯作者:Sun, Huai
Theoretical study on the possibility of using silicon carbide nanotubes as dehydrogenation catalysts for ammonia-borane
碳化硅纳米管作为氨硼烷脱氢催化剂可能性的理论研究
DOI:--
发表时间:2012
期刊:RSC Advances
影响因子:3.9
作者:Cao, Fenglei;Sun, Huai
通讯作者:Sun, Huai
Prediction of Surface and Bulk Partition of Nonionic Surfactants Using Free Energy Calculations
使用自由能计算预测非离子表面活性剂的表面和本体分配
DOI:10.1021/acs.jpcb.5b10239
发表时间:2015
期刊:Journal of Physical Chemistry B
影响因子:3.3
作者:Shen Zhe;Sun Huai
通讯作者:Sun Huai
Development of a ReaxFF Reactive Force Field for Ettringite and Study of its Mechanical Failure Modes from Reactive Dynamics Simulations
钙矾石 ReaxFF 反作用力场的开发及其通过反应动力学模拟研究其机械失效模式
DOI:10.1021/jp210135j
发表时间:2012-04-19
期刊:JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A
影响因子:2.9
作者:Liu, Lianchi;Jaramillo-Botero, Andres;Sun, Huai
通讯作者:Sun, Huai
DOI:10.1021/la402255m
发表时间:2013-08
期刊:Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
影响因子:--
作者:Zhe Shen;Huai Sun;Xiaoyan Liu;Wenting Liu;M. Tang
通讯作者:Zhe Shen;Huai Sun;Xiaoyan Liu;Wenting Liu;M. Tang
高通量分子模拟驱动机器学习预测分子热力学和输运性质的算法、软件和数据库
- 批准号:21973060
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:66.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:孙淮
- 依托单位:
开发可迁移的适用于软材料的粗粒化力场
- 批准号:21673138
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:66.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:孙淮
- 依托单位:
模拟溶液化学反应的副本交换反应动力学方法(RE-RMD)
- 批准号:21473112
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:96.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:孙淮
- 依托单位:
基于反应力场的反应构型有偏蒙特卡罗(RCBMC)方法
- 批准号:21073119
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:34.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:孙淮
- 依托单位:
高能量密度材料的多尺度力场方法研究
- 批准号:10676021
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:46.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:孙淮
- 依托单位:
创制新一代可迁移、可扩展分子力场的基础研究
- 批准号:20473052
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:21.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:孙淮
- 依托单位:
国内基金
海外基金
