离子通过碳纳米管的拉伸分子动力学模拟

来源 :化学学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nwpucoder
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
采用拉伸分子动力学模拟研究了Na+,K+和Cl-通过(6,6),(7,7),(8,8),(9,9)和(10,10)碳纳米管的过程,利用伞形取样法计算了离子通过碳管的平均力势能,并对离子在管中和本体相中的水化作了比较.结果表明,离子通过管径较窄的碳管时,在入口处遇到较大的阻力,从出口进入本体相较容易;而通过管径相对较宽的碳管则几乎无阻碍.离子通过碳管的能垒随管径的增大而降低,不同离子的能垒各不相同,表明碳管具有固有的离子选择性;离子通过碳管时,不仅其配位数改变了,而且配位层中水分子的取向也有所改变,这两者共同决定了离子进入碳管时的去水化能,进而影响离子通过碳管的能垒和碳管的离子选择性.本工作将有助于理解离子通道蛋白中疏水区域的功能作用,并可以为基于碳纳米管的纳流控系统的设计提供指导.“,”In this work,steered molecular dynamics simulations were performed to study the process of Na+,K+ and Cl-traversing through(6,6),(7,7),(8,8),(9,9) and(10,10) carbon nanotubes(CNTs).The potential of mean forces(PMF) of ions passing through CNTs were calculated with the umbrella sampling method.Ion hydration in CNTs and in bulk solution was analyzed and compared.Simulation results show that ions are hindered from entering narrow CNTs at the entrance;however,it is easy for ions to leave narrow CNTs into bulk solution at the exit.There is almost no hindrance for ions to translocate through wide CNTs.The free energy barriers for ions translocating through CNTs decrease sharply with the increase of diameter.Different free energy barriers of Na+,K+ and Cl-entering CNTs indicate that CNTs have an inherent ion selectivity.When ions traverse through CNTs,coordination numbers and preferential orientation of water molecules in coordination shells of ions are different from those in bulk,which determine the dehydration energies of ions and affect free energy barriers of ions traversing CNTs and the ion selectivity of CNTs.Studies on ions traversing through the hydrophobic pores of CNTs assist in understanding the function of hydrophobic regions of ion-channel proteins and provide guidance for the design of CNT-based nanofluidic devices.
其他文献
口蹄疫(food-and-mouth disease,FMD)是一种由口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus, FMDV)引起的偶蹄动物急性高度接触性传染病。FMDV属于小RNA病毒科(Picornaviridae)
随着采矿工业的发展,矿井越来越多地采用多绳提升。在多绳提升中,各钢丝绳的张力均衡是一个需要解决的问题。联邦德国在解决这个问题的理论上取得进展,Bar·S教授在《幸福杂
摘 要: 目前,中专学校越来越重视技能训练课的教学。本文作者认为上好电子技能训练课必须把握九大原则:安全第一原则、趣味性原则、由浅入深的原则、注意财产安全原则、理论联系实际原则、巡回指导原则、充分准备原则、操作规范原则、强化训练原则。  关键词: 中专 电子技能训练 原则    引言    由于我国民众传统认识的局限,家长们会优先考虑把自己的孩子送往普通高中就读,除非学习成绩太差否则肯定  不选择
摘 要: 从1979年许国璋先生翻译奥斯汀的《论言有所为》(How to Do Things with Words)至今,语用学在中国已经有20多年的历史。本文从语用学的来源、内容及形成入手,讨论了语用学的研究面,着重论述了语用学研究在中国的出现、形成及发展,指出了这一过程中的成果与不足,探讨了语用学研究在中国的前景。  关键词: 语用学 研究面 问题 未来    1.引言    1938年,莫里
以EST片段为基础,电子延伸获得新的编码基因,通过RT-PCR技术克隆得到相关基因的cDNA序列,并利用生物信息学工具预测其相关生物信息学性质,为进一步探讨相关基因的功能奠定基
禽流感病毒(Avian Influenza Viruses, AIVs)属于正黏病毒科中的A型流感病毒属。1996年H5N1亚型高致病性AIVs(Highly pathogenic avian influenza viruses, HPAIVs)首次在我
克旱14是黑龙江省农科院小麦研究所于1982年用克80-10-1为母本,克81F_6-88-0-1为父本杂交选育而成,1995年2月经黑龙江省农作物品种审定委员会审定并确定推广。该品种1988~199
摘 要: 中英两种语言在漫长的历史长河中,不可避免地与别的语言发生接触。而借词就是语言接触的最有力证据。本文简要介绍了两种语言借词的情况,就此作一对比,并从三个方面论证二者借词差异的原因。  关键词: 借词 英汉对比 差异    借词是“直接从外语引进的词,或者通过翻译或模仿一个概念,取自另一种语言的词”。对比分析英汉借词的差异,将促进对比语言学的发展。    1.英语借词    英语自产生距今只
摘 要: 隐喻不仅是一修辞手段,更是人类认识世界的认知工具和思维方式,因此隐喻也广泛地出现在计算机科学领域。与计算机相关的隐喻词语既涉及计算机本身,也出现在与计算机有关的网络中。通过分析计算机及其网络的词语,可以发现隐喻不仅在人类对计算机科学的认知、理解和推理中起着重要的作用,而且会反过来激发、促进计算机隐喻性词语的生成,极大地丰富汉语的词汇系统。  关键词: 计算机 网络 隐喻性词语    一、
摘 要: 委婉语,是用语言来协调人际关系的一个重要手段,是人类语言中的一个普遍现象。英语和汉语中都存在着丰富的委婉语,本文从英汉委婉语的定义内涵、构成方法、语用交际功能等方面对比分析了英汉委婉语的异同,旨在促进人们对英汉委婉语的认识和理解,促进跨文化交际的成功进行。   关键词: 英汉委婉语 定义内涵 构成方法 语用交际功能 对比    一、引言    委婉语是人类语言中的一个普遍现象,它蕴含了浓