1、分子動力學(xué)是分子模擬中正迅速崛起的一種方法，被廣泛應(yīng)用于計算系統(tǒng)的熱力學(xué)、動力及結(jié)構(gòu)等性質(zhì)，具有廣闊的發(fā)展空間和良好的應(yīng)用前景。本論文以分子動力學(xué)模擬為研究手段，對其在一些基礎(chǔ)及理論研究諸如主客體包結(jié)、納米粒子分子間作用、化學(xué)鍵斷裂及物質(zhì)的某些物理性質(zhì)等領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了許多新的嘗試和系統(tǒng)性研究，獲得了許多有益的結(jié)果。 對以環(huán)糊精為主體、甲基苯酚異構(gòu)體為客體的主客體包結(jié)研究表明，范德華作用、氫鍵作用、疏水作用和溶劑效應(yīng)對主客體的包

2、結(jié)行為、客體的運動、主體及包結(jié)物的動態(tài)結(jié)構(gòu)等存在重要影響。模擬結(jié)果表明，分子動力學(xué)模擬技術(shù)加上適當(dāng)?shù)木幊碳夹g(shù)可以細(xì)微地觀察到實驗技術(shù)所無法看到的許多微觀景象特別是動態(tài)結(jié)構(gòu)的圖像，也可以證實和解釋某些實驗現(xiàn)象，為實驗研究提供理論解釋和佐證。對以金簇包裹不對稱硫醚鏈形成的納米粒子為例的分子間作用研究表明，無論是物理吸附還是化學(xué)吸附，無論金核是晶型、準(zhǔn)晶型還是非晶型，納米粒子都能穩(wěn)定地存在。模擬得出的解釋是，金核是穩(wěn)定的，因為其具有晶體或類晶

3、體的結(jié)構(gòu)；冠是穩(wěn)定的，因為鏈通過采取彎曲構(gòu)象增加了鏈間的相互作用從而降低了能量；能量是允許的，因為金核吸附鏈后非鍵能大幅降低；一定條件下受熱是穩(wěn)定的，因溫度升高后鏈采取了更為彎曲的構(gòu)象以降低系統(tǒng)能量及保持內(nèi)核的穩(wěn)定性。而對鏈間相關(guān)性的研究結(jié)果表明，冠中鏈通過相互作用形成一個個相關(guān)組，每個組中苯環(huán)通過平行和垂直兩種方式相互關(guān)聯(lián)，這種相關(guān)性為鏈間電子的傳輸提供了可能性。 為能利用分子動力學(xué)模擬研究化學(xué)鍵斷裂，創(chuàng)造性提出了一種全新的用

4、于對烷烴裂解行為進(jìn)行分子動力學(xué)模擬的勢能函數(shù)一RPMD勢，并據(jù)此開發(fā)了一種新的力場一CRACK力場。應(yīng)用CRACK力場，利用分子動力學(xué)模擬方法對正辛烷和正癸烷的熱裂解行為進(jìn)行了研究。研究表明，RPMD勢確實能描述化學(xué)鍵斷裂和分子間重組行為。對裂解產(chǎn)物分布的分析也得到了與實驗可以相比較的產(chǎn)物分布結(jié)果。多數(shù)模擬結(jié)果都是可以接受的，說明RPMD勢的思路是可行的，盡管在定量上仍存在一定的偏差。這一新的反應(yīng)勢的提出可以給利用分子動力學(xué)研究各種簡單

5、反應(yīng)過程動力學(xué)提供一新的手段。 最后，利用分子動力學(xué)對物質(zhì)的某些物理性質(zhì)如柴油降凝過程及機(jī)理、各向異性材料TATB的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。通過模擬首次提出，原子的自擴(kuò)散系數(shù)隨溫度的突變可以用于判斷液體的凝點；利用一種常壓分子動力學(xué)新方法可以對各向異性材料的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行計算。 通過本論文的研究，增進(jìn)了對若干微觀過程和現(xiàn)象本質(zhì)的了解，同時也進(jìn)一步豐富了分子動力學(xué)的研究手段，拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域，為將來分子動力學(xué)方法在更多領(lǐng)域的廣泛