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25摄氏度下,对1:1.4:2比例的萘二磺酸-DMF-水玻璃态HOF材料(下称玻璃态HOF)进行建模、分子动力学模拟、数据分析、物理性质计算。


玻璃态物质的结构具有中近程有序、远程无序的特点。体现在模型当中,即是在小范围内,分子(原子团)之间的连接和相互作用具有典型特征,但在大范围上不具有重复性。因此,玻璃态物质的建模尺度应当足够,模拟时对相空间的采样也应尽可能充分。


建模时从三个方向出发同时构建初始构象:(1)从1:2:2比例的萘二磺酸-DMF-水晶体(下称晶体)结构出发,再随机抽取、移除30%的DMF分子,这样建得的初始构象,对于萘二磺酸和水而言仍然保持空间重复性,三种物质互相高度分散;(2)按随机算法向空间内投放1:1.4:2比例的萘二磺酸-DMF-水,该构象不具有空间重复性,三种物质较好地互相分散;(3)按照层状结构有规律地布置1:1.4:2比例的萘二磺酸-DMF-水,其中萘二磺酸和DMF以1-2 nm的高度分层布置,水均匀分散。


三种初始构象按相同的方法,分别进行能量最小化、0.5 ns的NpT系综压缩、2 ns的NVT系综模拟,最终达到的结构一致。该结构包含1440份1:1.4:2比例的萘二磺酸-DMF-水,共62464个原子,7.10×105 Ǻ3体积,1.26×103 kg/m3密度。

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