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国家自然科学基金(11290164)

作品数:13 被引量:11H指数:2
相关作者:方海平涂育松郭盼闻炳海张超英更多>>
相关机构:中国科学院上海应用物理研究所扬州大学中国科学院大学更多>>
发文基金:国家自然科学基金中国科学院知识创新工程重要方向项目中国科学院知识创新工程领域前沿项目更多>>
相关领域:理学化学工程医药卫生生物学更多>>

文献类型

  • 13篇中文期刊文章

领域

  • 8篇理学
  • 3篇化学工程
  • 2篇医药卫生
  • 1篇生物学
  • 1篇一般工业技术

主题

  • 4篇分子
  • 2篇动力学
  • 2篇动力学模拟
  • 2篇水分子
  • 2篇亲水
  • 2篇分子动力学
  • 2篇分子动力学模...
  • 1篇导肽
  • 1篇第一性原理
  • 1篇动力学行为
  • 1篇多尺度
  • 1篇多相流
  • 1篇信号
  • 1篇信号传递
  • 1篇润湿
  • 1篇润湿性
  • 1篇生物分子
  • 1篇生物功能
  • 1篇石墨
  • 1篇石墨烯

机构

  • 7篇中国科学院上...
  • 3篇扬州大学
  • 1篇广西师范大学
  • 1篇浙江大学
  • 1篇中国科学院
  • 1篇中国科学院大...

作者

  • 7篇方海平
  • 3篇涂育松
  • 1篇陈济舸
  • 1篇张超英
  • 1篇雷晓玲
  • 1篇闻炳海
  • 1篇孟胜
  • 1篇万荣正
  • 1篇李晖
  • 1篇王春雷
  • 1篇郭盼
  • 1篇修鹏

传媒

  • 6篇中国科学:物...
  • 2篇Chines...
  • 2篇Scienc...
  • 1篇物理学报
  • 1篇物理
  • 1篇Nuclea...

年份

  • 1篇2018
  • 2篇2017
  • 8篇2016
  • 1篇2015
  • 1篇2013
13 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
微观尺度下的水:从准一维、二维受限空间到生物以及材料表面被引量:2
2016年
地球上的各种过程,包括物理、化学、环境和生物等,大多数与微观尺度下的界面水息息相关.界面水有大量悬而未决的基础科学问题,长期以来水都是重要的科学研究对象.本文通过从一维受限空间、二维表面以及生物大分子和材料表面上的水等角度概述当前的一些研究进展,讨论与界面水相关的一些前沿问题,以及在界面水方面的基础研究和新技术的突破对于解决这些前沿问题的必要性.
方海平
生物、环境和材料领域中水的重要性与相关应用
2016年
水广泛存在于自然界中,在地球表面的各种过程中起到重要的作用,因此水科学研究中,与其他学科的交叉研究非常重要。其他领域的科学研究以及实际应用的需求,也会刺激水科学研究的进一步发展。文章通过介绍近期在生物、环境和材料等领域中与水相关的科学研究进展与应用,讨论水在这些领域中的重要性,以及水科学研究在这些领域中的应用前景。
万荣正雷晓玲陈济舸方海平
Hydrophobic nanochannel self-assembled by amphipathic Janus particles confined in aqueous nano-space
2018年
Hydrophobic nanochannel plays a significant role in many physical, biological, and geological phenomena and ex- hibits impressive applications due to both its ubiquitous distribution and great ability to transport hydrophobic molecules, including various oils and gases. Based on theoretical modeling, we herein reveal that the amphipathic Janus nanoparticles have a large probability to self-assemble into uninterrupted hydrophobic nanochannels inside the aqueous nano-space, al- though there are large portions of the Janus nanoparticles to be hydrophilic. The key to this observation is the attractions between the hydrophobic regimes on neighboring amphipathic Janus particles through hydrophobic interaction in aqueous nano-space. More surprisingly, the permeation efficiency of hydrophobic molecules through the uninterrupted hydrophobic channel in Janus particles aggregate is even higher than that in the aggregate of hydrophobic particles. We note that the proposed amphipathic Janus particles can be transported to the appropriate positions by the water since the hydrophilic regimes still remain a strong particle-water interaction. We also note that most natural subsurface rocks are not completely hydrophobic or hydrophilic but have complex surfaces with inhomogeneous wetting property. Our work therefore provides a detailed molecular level understanding of the formation of underground strata as well as the new insight for constructing the artificial hydrophobic channels for various applications, such as the design of proppants to enhance the recovery of the unconventional oil/gas.
Gang FangNan ShengTan JinYousheng XuHai SunJun YaoWei ZhuangHaiping Fang
纳米尺度下表界面水行为的多尺度分子动力学模拟
2016年
表面界面处水的结构和性质是物理、生物、材料、化学、地质和纳米科学等领域里重要的研究课题.在当今对表界面水的科学研究当中,基于经典力场和第一性原理计算的分子动力学(MD)模拟起到了至关重要的作用.笔者与合作者多年来从事表界面水的多尺度MD模拟研究,取得了一系列进展.本评述文章介绍了我们近5年来在该领域所做的一系列贡献.主要包括以下几个方面:(1)纳米水滴的接触角与衬底晶格结构的关系;(2)界面诱导的二维冰结构;(3)纳米孔道里的一维冰与铁电性;(4)纳米孔的水输运;(5)水合离子动力学与离子选择通道的微观机制.
李晖徐纪玉孟胜
关键词:第一性原理分子动力学模拟
纳米限阈下的水分子作为载体的信号转换、传导和放大
2016年
通常各种信号处理器,如放大器、分流器等,都是利用电子或者光子进行信号的处理,当处理器小到纳米或分子尺度时,由于分子体系固有的复杂性,和来自热涨落和纳米尺度上区间信号的相互干扰等原因,分子层次上信号的准确传递、转换和放大常常是十分困难的.从分子层次的相互作用的角度来看,与静电相互作用的慢衰减方式和范德华作用的快速衰减方式相比,极性分子的偶极相互作用是屏蔽热噪声的影响且有效地避免分支信号间的干扰而实现分子层次上的长程信号传递的有效方法.本文回顾了如何利用限阈于特定管径的碳纳米管内的水分子单链有效地进行将单电子电量大小的电信号转换成偶极信号,并在常温热噪声的环境中实现有效地分子层次的长程信号传导,并进一步利用Y型水分子单链实现分子层次信号的放大.本文还讨论了Y型水分子单链实现分子层次信号放大的鲁棒性,并利用在水分子之外的极性小分子链——尿素分子链,再次展现这种通过偶极相互作用来实现分子层次的信息处理方式.对于人们设计新型的纳米信号传输器件、理解生物信号传递机制,这些研究具有重要的理论意义.
涂育松修鹏方海平
关键词:分子极性
常温下“不完全浸润的有序单层水”和分子尺度亲水性
2016年
传统的亲疏水理论认为,表面的亲疏水性质在宏观和微观是一致的.本文回顾了常温下宏观与微观表现不一致的一种浸润现象:"不完全浸润的有序单层水",即宏观上有水滴的疏水表面上,微观分子尺度上反而存在亲水表面才有的致密单分子厚度的水层,体现疏水表面的液滴和体现亲水表面的致密单分子水层共存于一个表面上,导致分子尺度亲水性现象.近几年来,人们通过数值模拟和实验发现,许多真实材料表面也存在类似现象,显示这种表面浸润现象可能广泛存在.在应用方面,这种有序水可以明显的减小亲水界面上的阻尼,这对过滤膜、植入人体器官和船舶表面减阻应用都有重要意义.
王春雷方海平
关键词:常温
生物分子表面水的生物功能研究被引量:1
2016年
生物分子表面的水在蛋白、核酸、生物膜结构的形成、稳定以及功能的实现中发挥着重要作用.半个多世纪以来,生物分子表面水如何参与生物过程的问题,持续引发关注.然而,目前为止对水分子如何具体发挥生物功能却仍然知之甚少.本文介绍了当前对生物分子表面水的微观结构和性质的一些研究及其进展,讨论了生物分子表面水的行为与实现生物功能的关系.最后,采用一个仿生表面的水行为,展现一个理解生物分子表面水以及生物分子表面水可能承载生物功能方面的新视角.
郭盼涂育松方海平
Asymmetric nanoparticle may go "active" at room temperature
2017年
Using molecular dynamics simulations,we show that an asymmetrically shaped nanoparticle in dilute solution possesses a spontaneously curved trajectory within a finite time interval,instead of the generally expected random walk.This unexpected dynamic behavior has a similarity to that of active matters,such as swimming bacteria,cells,or even fish,but is of a different physical origin.The key to the curved trajectory lies in the non-zero resultant force originated from the imbalance of the collision forces acted by surrounding solvent molecules on the asymmetrically shaped nanoparticle during its orientation regulation.Theoretical formulae based on microscopic observations have been derived to describe this non-zero force and the resulting motion of the asymmetrically shaped nanoparticle.
Nan ShengYuSong TuPan GuoRongZheng WanZuoWei WangHaiPing Fang
关键词:ACTIVE
晶格Boltzmann方法中流体力的计算被引量:1
2017年
晶格Boltzmann方法是起源于动理学理论和元胞自动机的介观数值模拟方法,在模拟复杂流体运动,特别是颗粒悬浮运动和多相流等领域取得了显著的成功.在计算流体与结构之间的相互作用力时,通过引入相对速度,提出了伽利略不变的动量交换法.该方法简单、精确、高效,而且与边界的几何形状无关;它只使用局部数据,方便实施并行计算和三维模拟;它具有良好的稳定性,流体力计算结果的波动非常小,甚至不需要进行时间平滑处理.在数值模拟多相流的研究中,基于热力学自由能理论计算非理想力,提出了同时满足热力学一致性和伽利略不变性的多相流模型.该模型物理清晰、易于实施,可以方便地配合不同的状态方程用于模拟各种多相流系统.化学势是驱动相分离和表达润湿性的有效途径,在进一步的研究中,借助化学势计算非理想力,提出了基于化学势的多相流模型.它在数学上等价于基于压力张量计算非理想力的模型,但是避免了计算压力张量和张量散度,获得了更高的计算效率.该模型配合化学势边界条件,可以有效地模拟润湿现象,其接触角可以通过表面化学势进行线性调节.
闻炳海张超英方海平
关键词:多相流润湿性
Asymmetrical free diffusion with orientation-dependence of molecules in finite timescales被引量:2
2013年
Using molecular dynamics simulations, we show that free diffusion of a nanoscale particle (molecule) with asymmetric structure critically depends on the orientation in a finite timescale of picoseconds to nanoseconds. In a timescale of ~100 ps, there are ~10% more possibilities for the particle moving along the initial orientation than moving opposite to the orientation; and the diffusion distances of the particle reach ~1 nm. We find that the key to this observation is the orientation-dependence of the damping force to the moving of the nanoscale particle and a finite time is required to regulate the particle orientation. This finding extends the work of Einstein to nano-world beyond random Brownian motion, thus will have a critical role in the understanding of the nanoscale world.
SHENG NanTU YuSongGUO PanWAN RongZhengFANG HaiPing
关键词:ORIENTATIONDIFFUSION
共2页<12>
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