自组装谷氨酸螺旋纳米管的分子模拟

论文摘要

计算机分子模拟研究可以从原子水平的分子模型来模拟分子的结构、行为,进而预测体系的各种物理、化学性质,因而可以对物质材料给出在原子分子水平上的微观图像,为系统地研究和开发新型材料提供更多的理论依据。其重要性己得到了广泛的认识。本文用Cerius2 软件在sgi3800 工作站上对自组装二十烷二羰基二-L-谷氨酸球形螺旋纳米管的结构进行了研究,主要内容包括: 对球形螺旋纳米管的结构及二十烷二羰基二-L-谷氨酸分子（EDGA）的特点进行分析研究,根据EDGA 分子在纳米管壁中的受力情况,以一个EDGA 分子为结构单元,确定了相当于二维周期边界条件的三维周期边界模型和EDGA 单层膜聚集体模型。由分子动力学构象搜索法寻找到能量最低的分子构象。并以能量最低构象的EDGA 分子搭建出不同尺寸大小的单分子膜聚集体,运用分子力学、分子动力学交替进行的退火算法对EDGA 单层膜聚集体进行模拟,得到不同生长情况下EDGA 单层膜聚集体的聚集状态,并最终得到了弯曲与扭转两种趋势同时存在的单层膜聚集体,其结构可以合理地解释自组装二十烷二羰基二-L-谷氨酸球形螺旋纳米管的螺旋和管壁突起结构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的意义
• 1.1.1 新领域
• 1.1.2 原子水平的模拟
• 1.1.3 计算机实验
• 1.1.4 第三种科学研究方法
• 1.2 分子模拟方法
• 1.2.1 量子力学法
• 1.2.2 蒙特卡洛法
• 1.2.3 分子力学法
• 1.2.4 分子动力学法
• 1.3 分子模拟的应用及发展方向
• 1.4 本课题研究的目的和内容
• 第2章 分子模拟方法的基本原理
• 2.1 分子力学方法
• 2.1.1 基本原理
• 2.1.2 力场的概念
• 2.1.3 力场的组成
• 2.1.4 结构优化方向
• 2.2 分子动力学方法
• 2.2.1 基本原理
• 2.2.2 数值算法
• 2.2.3 抽样统计与宏观性质
• 2.2.4 统计系综的实现
• 第3章 自组装谷氨酸纳米管的分子模拟
• 3.1 引言
• 3.2 建立模型
• 3.2.1 二维周期边界模型的建立
• 3.2.2 单分子膜聚集体模型
• 3.3 模拟方法
• 3.3.1 寻找最低能量构象分子
• 3.3.2 EDGA 分子膜的模拟
• 3.4 模拟结果和讨论
• 3.4.1 最低能量的分子构象
• 3.4.2 EDGA 分子膜的弯曲和扭转
• 3.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢