计算化学与分子模拟

自组装分子动力学模拟是一种利用分子动力学方法研究分子在无外力作用下通过非共价相互作用（如范德华力、氢键等）自发组织成有序结构的模拟技术。它广泛应用于研究纳米材料、生物分子、聚合物等…

密度泛函理论（DFT）通过键能（断裂所需能量）、键长（几何优化测定）、键级（NBO分析量化成键电子数）评估化学键稳定性。 结合电子结构工具如COHP（能量贡献分析）、Bader电荷…

本文探讨密度泛函理论（DFT）在电池体系离子扩散动力学中的应用。通过 DFT 计算，可在原子尺度揭示离子扩散路径、过渡态结构及能垒，结合 NEB 等方法优化扩散模型，并通过声子分析…

水模型的发展经历了从简单的三点电荷模型（如SPC、TIP3P）到引入虚原子（TIP4P、TIP5P）和极化效应（AMOEBA、SWM4-NDP）的迭代优化。这些改进旨在更精确地描述…

过一硫酸氢盐（PMS）的理论计算通过密度泛函理论（DFT）揭示其分子结构（如O-O键弱化特性）与吸附机制（如双金属位点强吸附），结合过渡态搜索量化活化能垒（如CuFe₂O₄界面能垒…

本文系统介绍了密度泛函理论（DFT）在催化剂筛选与设计中的关键作用。 首先阐述了DFT计算吸附能、反应自由能及活化能等指标如何揭示反应热力学与动力学特征。接着基于描述符分析与火山图…

蒙特卡洛动力学模拟（Kinetic Monte Carlo, kMC）是一种基于随机过程的数值模拟方法，广泛应用于物理、化学、材料科学等领域，用于研究复杂系统的动态演化过程。以下将…

福井函数最初由Parr等人于1984年提出，用于描述分子的反应性位点。它通过分析电子密度对电子数的响应，揭示了分子在不同反应条件下的活性区域。例如，当电子被添加到分子时，电子密度的…

膜分离技术在水处理、气体分离和能源回收等领域具有重要应用，常见的膜材料包括石墨烯、金属有机框架（MOF）、共价有机框架（COF）和聚合物膜。 分子动力学模拟为研究膜材料的分子层次特…

高斯软件是一款在计算化学领域占据重要地位的专业软件。自 1970 年由约翰・波普尔等人发布第一个版本以来，经过多年的持续研发和改进，已经发展成为功能强大、应用广泛的计算化学软件包。…

基本原理与核心概念 分子动力学（MD）模拟基于牛顿运动方程，通过追踪每个原子的轨迹来揭示体系的动态行为。其核心在于ergodic定理的适用性，即体系的时间平均与系综平均等价[7]。…

密度泛函理论（DFT）计算为钙钛矿材料的光学性质研究提供了原子尺度的理论工具。 通过分析带隙、介电函数、激子结合能等参数，揭示了钙钛矿的光吸收机制、激子行为及界面光学特性。这些计算…

本文系统阐述了如何通过密度泛函理论（DFT）来解释催化反应中的产物选择性问题。首先，介绍了DFT的基本原理及其在催化领域的应用，如吸附能计算、反应能垒评估和电子结构分析。 接着，文…

分子动力学模拟（MD）和密度泛函理论（DFT）是计算化学领域常用的两种重要工具，广泛应用于物质的结构、性质以及反应机制的研究。 尽管它们在模拟对象上有很多交集，但它们在原理和应用上…

均方位移（MSD）是分子动力学模拟中表征粒子扩散行为的关键指标。本文系统介绍了MSD的理论基础、计算方法和特征规律，重点展示了其在电池（离子迁移）、催化（质子扩散）、合金（高温变形…

本文阐述了使用GGA-PBE泛函进行DFT带隙计算时常出现比实验值低约40%～50%的系统性偏差，其根本原因在于常规模型缺乏“导数不连续”校正且存在自相互作用误差。 随后指出尽管绝…

机器学习势函数的定义与基本原理 机器学习势函数（Machine Learning Potentials, MLFFs）是一种基于机器学习技术的势能函数，用于模拟分子和材料的物理行为…

在微观世界中，分子的动态行为如同一场精妙的舞蹈，深刻影响着物质的性质和功能。分子动力学模拟（Molecular Dynamics, MD）作为探索分子尺度奥秘的强大工具，是一种基于…

催化反应路径的建模与决速步（Rate-Determining Step, RDS）识别是理论催化研究的核心内容之一。本文系统梳理了密度泛函理论（DFT）在热催化、电催化与光催化三类…

本文系统比较了第一性原理计算（以密度泛函理论为代表）与分子动力学模拟在材料研究中的理论基础、应用特征与适用边界。 第一性原理计算以电子结构为核心，擅长于吸附行为、反应路径与过渡态分…