导读:本文包含了聚集生长论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:蛋白,胰岛素,生长,云杉,聚糖,巢湖,布朗。
聚集生长论文文献综述
刘永飞,杨勇,秦晓英[1]（2019）在《一种新的晶体生长模式——化学反应导向的取向聚集》一文中研究指出晶莹剔透的水晶,千奇百怪的钟乳石,下雪时窗户上美丽的六角形冰花:在这些令人感叹的自然界的造化之功的背后,有一个共同的物理过程在发生作用——结晶过程。不仅如此,自然界以及人工合成的晶体在现代科学技术的各个领域有着广泛的应用:例如,半导体工业的核心材料——单晶硅,在激光器以及量子光学实验中极为重要的非线性光学晶体——偏硼酸钡(BBO)晶体。此外,高品质的单晶样品通常是实验上观测(本文来源于《物理》期刊2019年11期）
王雪[2]（2018）在《颗粒聚集生长过程的动力学模拟》一文中研究指出纳米材料的尺寸、结构和形貌等几何参数是决定其特殊物理和化学性能的关键因素,研究纳米结构的形成过程与机制对纳米科学的发展和纳米材料的广泛应用具有重要意义。传统结晶动力学理论认为颗粒的形成是通过单体逐渐累加完成的,其中包含成核和生长两个阶段,并相继形成了 LaMer机理、Ostwald熟化、Lifshitz-Slyozov-Wagner机理和Watzky-Finke机理等着名的经典结晶理论。尽管经典成核-生长理论取得了巨大的成功,但是随着越来越多的纳米结构被制备出来,人们发现很多实验现象无法通过经典结晶机制加以解释或预测。因此,人们提到其中非传统结晶模型,它是一种以纳米颗粒或团簇为单元通过聚并生长的结晶模式。由于生长单元和演化尺度的改变,传统结晶理论已经不再适用,人们据此提出了一些新的生长机制,如取向连接,并发展出一系列的检测技术用于表征这种非传统结晶的特点。但是,受检测仪器和技术的时间、空间分辨能力的限制,无法获取颗粒聚并的动态过程以及颗粒间相互作用的变化等关键信息,使得我们无法从实验上深入分析非传统结晶的内在机制。随着计算机的运算能力突飞猛进,尤其是超级计算机的出现以及各种模拟算法和模型的发展,使得我们可以借助模拟的方法来弥补实验研究的不足。近年来人们逐渐意识到动力学过程对材料形貌演化的重要性,发现材料生长过程中所涉及的反应过程和扩散过程是材料生长中最具代表性的两个动力学过程。所以本文以银纳米颗粒的聚集生长为例,采用布朗动力学和分子动力学相结合的方法,对纳米及亚纳米尺度下银颗粒的聚并过程进行动力学模拟,分别构建了能够跟踪微观尺度上颗粒间相互作用的计算模型以及能够跟踪分子/原子尺度上颗粒表面原子间相互作用的计算模型,系统地研究了颗粒的聚并过程以及影响该过程的主要因素。主要有以下几点发现与成果:(1)颗粒聚集模型的构建。模拟纳米颗粒在不同聚集和扩散条件下的聚集行为,考虑到计算尺度以及计算时间,选取纳米颗粒和亚纳米颗粒两个颗粒尺度,引入布朗动力学(颗粒尺度模拟方法)以及分子动力学方法(原子/分子尺度模拟方法),不仅实现对纳米颗粒聚集过程的实时观测,还可以定量描述溶剂粘度、溶液离子强度等外界因素对颗粒聚并过程的影响。纳米级别的颗粒聚集采用DLVO作用势,此作用势包含颗粒间的范德华吸引势以及双电层排斥势,能够很好地反映纳米颗粒在溶液中的相互作用。同时,为提高计算效率,所用参数均进行归一化处理,以节省计算时间。因经典的DLVO作用势仅适用于球形颗粒,不能充分体现颗粒聚集过程的取向连接过程,所以对于亚纳米级别的颗粒选用全原子模型。选用全原子模型的颗粒为多面体结构,具有晶面。原子间相互作用选用EAM多体势,同时鉴于单体结构的稳定性,选取正二十面体和截角八面体作为聚集单元,正二十面体颗粒表面全部由(111)晶面构成,用于研究各向同性单元的聚并规律;而截角八面体由相对面积各异的(111)和(100)晶面构成,用于考察不同晶面间的各向异性聚集过程。(2)基于DLVO作用势的布朗动力学模拟纳米尺度下颗粒间的聚并过程。探索颗粒自身尺寸、聚集(溶液离子强度、颗粒表面电势)以及扩散(溶剂粘度)等因素对颗粒聚集速率(单体颗粒随时间的演化规律)、聚集体生长速率(聚集体平均尺寸及最大尺寸随时间的演化规律)以及聚集体数目等的影响,并对颗粒聚并生长过程进行定性及定量分析。在相同环境下,粒径较大的颗粒在溶液中的随机运动较弱,传质较慢且颗粒聚集所需跨越的能势垒较高,颗粒间聚集难度较大;而小颗粒布朗运动更剧烈,传质较快,且小颗粒间聚集所需跨越的能势垒较低,因此小颗粒聚并的概率要大于大颗粒;由于大小颗粒聚并难易程度的不同,颗粒聚并所得聚集体的生长速率均随着颗粒直径的增大而降低。溶液的离子强度与颗粒的表面电势决定了颗粒聚并所需跨越能势垒的高低,因此本文通过溶液离子强度与颗粒表面电势的调控聚集快慢。颗粒表面电势越小或溶液离子强度越大(双电层越薄),颗粒聚集所需跨越的能势垒越低,即聚集作用越强,颗粒间有效碰撞概率增加,聚集速率增大,聚集体生长速率也随之增大,颗粒间的聚并越容易。因溶剂作用于运动颗粒的曳力正比于颗粒的尺寸,所以在尺度较大的体系中,粘度对颗粒聚并过程的影响更加显着,粘度增加,颗粒扩散率大为降低,颗粒间碰撞概率和聚集速率明显减小,同样聚集体生长速率也随之减小。(3)分子动力学模拟亚纳米颗粒聚集生长过程。通过对不同聚集单元(正二十面体和截角八面体)在纯水中聚集过程的观察,得知所有聚集过程都是先由棱边原子接触开始,棱边原子形成的“接触点”将两颗粒连接,颗粒之间形成转轴,通过转轴转动完成颗粒面与面之间的融合。在完全相同的模拟条件下,截角八面体聚集体内部所含单体个数远大于正二十面体,说明含有高能面(100)的截角八面体更容易聚集;但由正二十面体形成的聚集体对称性更好。通过聚集路径分析发现,造成这种聚集差异的主要原因是聚集单元的表面能,单元特定晶面面积越大,该晶面的表面能就越大,聚集后体系能量下降越多,颗粒间优先在此晶面上完成聚集。同时,通过调节体系温度和溶剂粘度改变聚集单元的扩散能力,发现当扩散慢时,颗粒在溶液中运动缓慢,颗粒间有足够的弛豫时间,从而形成完美的晶向匹配,聚并成较为规整的结构;当扩散加快时则相反,聚集体内部结构的无序性增加。(4)本文最后在纳米和亚纳米两个尺度颗粒聚集生长的模拟工作基础上,设想了通过耦合两个尺度对应的模型、方法,模拟建立统一的颗粒聚并生长计算模型:颗粒间距离较近时选用全原子模型算法,距离较远时则自动切换至DLVO模型。并从作用势的角度证实了耦合模型的可行性。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)》期刊2018-12-01）
王冉[3]（2018）在《蛋白质聚集过程成核速率与自生长速率的理论分析》一文中研究指出蛋白质聚集是生命体内一类重要的现象。越来越多的疾病,例如老年痴呆症和帕金森氏病、Ⅱ型糖尿病,都被发现与组织和器官脑、心、脾中的蛋白质聚集直接相关;同样,蛋白质的聚集对于正常的生物学功能也是十分重要的,比如G-纤维型肌动蛋白,谷氨酸脱氢酶,微管蛋白,鞭毛等的形成;因此,关于蛋白质聚集的研究具有重要的生物医学意义。对于蛋白质聚集的基本机制,伴随着蛋白质成核和生长的动力学模型的提出已经有了 50多年,然而,对于一些具体蛋白质聚集具体机制,仍然有许多不清楚的地方。本文正是基于Finke-Watzky两步模型机制,对Aβ淀粉样蛋白和胰岛素的聚集随时间变化过程进行分析,利用数学方法对实验数据进行模拟,得出这些蛋白质聚集系统的成核速率、自生长速率;并利用单体的初始浓度,以及成核速率和生长速率,从理论上计算出蛋白质聚集过程中的关键点,主要研究成果如下:(1)当外界环境发生变化时,我们考虑Aβ蛋白聚集过程和添加两种不同的抑制剂时胰岛素聚集过程,对聚集率随时间变化的关系进行分析拟合,得出理论上关键点的数据与实验数据定量吻合。进而验证了理论方法和本文的推导结果的正确性。(2)对以上结果进一步的理论分析后,发现对Aβ淀粉样蛋白和胰岛素聚集随时间的变化过程进行分析时,无论是改变培养的热力学条件(如温度、PH值、盐浓度),还是添加抑制蛋白质聚集的抑制剂,成核速率和生长速率都成线性负相关,这是对以往研究蛋白质聚集过程中关于成核速率和生长速率一个新的理解。就人体而言,在正常的生理功能中,存在免疫系统来阻止疾病的产生,因此,成核速率与自生长速率存在负线性关系,表明在生物体内,正常的生理过程往往是向着较好的方向发展。(本文来源于《华中师范大学》期刊2018-05-01）
江江[4]（2017）在《巢湖蓝藻聚集生长对重金属迁移释放影响的研究》一文中研究指出中国是全球湖泊资源丰富的国家之一,水资源能够带来诸多便利。巢湖是五大淡水湖之一,更是安徽省最重要的湖泊之一,具有航路运输、渔业养殖及农业灌溉等多种功能。近年来,合肥市经济的快速发展,排入巢湖地区的污染物质逐年增加,巢湖逐步过渡为今天的重富营养化湖泊。每到夏季,巢湖大范围爆发由铜绿微囊藻为主体的水华。同时,各入湖河流汇入大量的重金属使得巢湖水体与沉积物重金属浓度大范围超过背景值,严重影响巢湖周围水生态系统的健康。蓝藻因其特殊的理化结构,对重金属都有较强的吸附作用。本文选择以巢湖蓝藻水华聚集地的西半湖沉积物、蓝藻为研究对象,研究了沉积物重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Ni和Mn)总量的分布特征,并运用潜在生态风险指数法进行评估;利用欧共体标准物质局提出的BCR连续提取法提取重金属Cd和Mn的4种形态,并进行相关性分析;同时采集巢湖水华爆发期间的新鲜蓝藻,进行室内模拟蓝藻自然聚集生长、腐殖化过程实验,用来解释说明该腐殖化阶段蓝藻对重金属的吸附和释放的影响。最后,培养纯种铜绿微囊藻,研究重金属镉对铜绿微囊藻的毒性胁迫效应,为监测水体重金属污染的程度提供依据。主要结论如下:(1)各采样点表层沉积物重金属含量不同程度超出背景值,且距离南淝河越近越突出。沉积物垂直分布表明,南淝河口沉积物中重金属元素的含量自底部至10 cm波动较为缓和,10 cm以上至表层大致表现为含量增高且波动较大;较南淝河,杭埠河附近重金属元素含量波动没有显着变化。这是由于南淝河在入湖口处的水流速度缓慢,使重金属等污染物质在河口处沉积。此外,受夏季东南风及水动力的影响,南淝河入湖口附近为蓝藻水华聚集地,水华蓝藻生物量大且吸附重金属,蓝藻腐败死亡后释放重金属,最终使得重金属在湖泊水体内显着迁移。(2)重金属潜在生态风险指数表明,单个重金属巢湖西半湖及各入湖口均受到不同程度重金属Cd污染,以南淝河与西半湖污染较重,塘西河重度污染为显着代表,而Cr、Cu、Zn、Pb、Ni和Mn均为低污染等级;综合潜在生态风险指数RI表明,南淝河、塘西河存在中度污染,由于西半湖相对各个湖口水体交换量少,且各个湖口水体污染源汇入,导致整个西半湖也存在中度污染。(3)潜在迁移指数(PMI)表明整个西半湖重金属Cd比Mn更易形成二次污染。沉积物TOC/TN范围为2～4,属于典型的藻型湖,可以认为巢湖沉积物有机质绝大部分是由蓝藻贡献,且重金属Cd的总量及其四种不同形态与TN、TOC相关性明显,而重金属Mn的4种形态和总量均与TOC相关性显着。因此,可以认为西半湖地区重金属Mn与Cd的来源一致,同时反映出两种重金属的来源和分布与蓝藻密切相关。(4)实验室模拟蓝藻聚集生长死亡腐殖化过程中,水体pH不断变化,影响蓝藻吸附重金属能力;蓝藻聚集生长腐败死亡能够明显吸附释放迁移转化重金属。藻类毒性实验研究中,在重金属Cd2+暴露96h后,测定其藻体生物量、叶绿素a(Chl-a)、超氧化物阴离子(O_2~-)含量及丙二醛(MDA)含量,经过重金属处理藻体细胞膜与抗氧化系统受到损伤,细胞繁殖力大大减弱。(本文来源于《安徽大学》期刊2017-05-01）
李大鹏,吴燕,岳佳伟,王家伦,胡浪[5]（2017）在《胰岛素样生长因子1通过PI3K/Akt信号通路促进髓核细胞聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原的表达》一文中研究指出背景:采用生长因子等生物学方法修复退变椎间盘是目前椎间盘退变治疗的研究热点,胰岛素样生长因子1能促进髓核细胞增殖、促进功能性细胞外基质的合成,但其机制仍未阐明。目的:观察胰岛素样生长因子1对髓核细胞聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原表达的促进作用,并探讨其信号转导机制。方法:分离培养人髓核细胞,取第3代细胞给予不同质量浓度的胰岛素样生长因子1(0,20,50,100,200μg/L)进行刺激,采用RT-PCR、Western-blot检测聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原的表达。100μg/L的胰岛素样生长因子1作用于髓核细胞,采用Western-blot检测胰岛素样生长因子1对PI3K/Akt信号通路的激活作用,并通过LY294002的应用检测PI3K/Akt通路的抑制对聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原表达的影响。结果与结论:(1)随胰岛素样生长因子1质量浓度增高,聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原的表达水平逐渐升高,该作用呈剂量依赖性。胰岛素样生长因子1(100μg/L)能显着促进p-PI3K和p-Akt的表达(P<0.01),而LY294002能抑制胰岛素样生长因子1的促进作用(P<0.01);(2)胰岛素样生长因子1(100μg/L)能促进髓核细胞聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原的表达(P<0.01),而LY294002能抑制胰岛素样生长因子1对聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原表达的促进作用(P<0.01);(3)因此认为胰岛素样生长因子1可通过PI3K/Akt通路促进髓核细胞聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原的表达。(本文来源于《中国组织工程研究》期刊2017年08期）
袁海洲,唐成林,田源,张毅,唐念珍[6]（2016）在《电针对大鼠急性骨骼肌损伤修复中生长相关蛋白和聚集蛋白表达的影响》一文中研究指出目的:通过观察电针治疗对急性骨骼肌损伤中生长相关蛋白(GAP-43)及聚集蛋白(agrin)表达的影响,探讨电针促进受损骨骼肌功能恢复的作用机制。方法:将32只SD大鼠随机分为正常组(A组,n=4)、模型组(B组,n=4)、自然恢复组(C组,n=12)、电针组(D组,n=12),A组为空白对照不做任何处理,其余各组使用自制重物打击器建立骨骼肌急性钝挫伤模型,C组不做电针处理自然恢复,D组于造模后48h开始电针干预,每日1次,每次15min。于造模后24h处死B组取材观察造模是否成功,C组及D组于建模后第7、14、21天叁个时间点同时取材使用HE染色观察组织形态变化,Western-bolt检测GAP-43及agrin表达情况。结果:HE染色显示:与A组比较,各组肌细胞大量溶解、肌纤维排列紊乱及炎性细胞浸润。D组与C组比较,肌卫星细胞增殖较快,新生肌纤维明显增多,修复更为迅速。在正常组织中GAP-43表达量极少,骨骼肌损伤后各组中GAP-43表达量显着增高(P<0.05);在第14天,GAP-43表达量达到高峰,D组继续表达呈上升趋势(P<0.01),C组开始下降,但仍高于A组(P<0.05)。与A组相比,骨骼肌受损后各时间点C、D两组agrin的表达明显增多(P<0.05),其中D组差异最为显着(P<0.01)。结论:电针有促进受损骨骼肌恢复的作用,可能与提高GAP-43和agrin的表达水平有关。(本文来源于《中国康复医学杂志》期刊2016年08期）
李国林,张韬,张建宇,赵越,杨冰[7]（2016）在《半干旱区径流聚集工程云杉人工林土壤水分及生长效果研究》一文中研究指出【目的】评价半干旱区径流聚集工程技术下人工云杉林木的发育状况及生态环境效应.【方法】在定西市安定区对漏斗式聚流抗种植的云杉×沙棘混交林和燕尾式聚流坑种植的云杉纯林的土壤水分状况、林木发育状况进行测定.【结果】在年均降水量480mm的条件下,径流聚集工程有效拦蓄了降水径流,保障了林木生长发育对水分的要求,云杉×沙棘混交林与云杉纯林都表现出良好的适应性.与云杉混交林相比,云杉纯林具有较大造林密度和林木蓄积量,具有更高的经营利用价值;而云杉×沙棘混交林具有复层拦蓄,具有更好的生物多样性与生态效益;在生长期(2005~2014年)年降水量450.9 mm的情况下,云杉纯林与混交林2 m内土层平均土壤含水率为16.91%和12.43%,说明云杉纯林土壤水分适宜性高于混交林,具备更好的土壤水分条件.【结论】半干旱区漏斗式聚流坑和燕尾式鱼鳞坑径流聚集工程效果显着;在节水工程实施中云杉纯林和云杉×沙棘混效林均表现出了较高适宜性和较好的经济和生态效益.(本文来源于《甘肃农业大学学报》期刊2016年03期）
李程骅[8]（2016）在《把握城市生长与人口聚集的规律》一文中研究指出城市研究主要是从产业发展、服务业发展的角度展开研究,将具体内部效应和外部效应看成是转型的问题。把人口问题和城市的发展结合起来研究,从中国城市研究的新视角来探究城市生长与人口聚集规律。一是思考两个一百年目标之下,中国区域发展人口战略如何搭建,将来人口分布规律是什么样的。现在我们做的研究,就是通过(本文来源于《群众》期刊2016年04期）
赵宸,王艳,方媛,黄珍珍,任伟[9]（2016）在《雷米普利通过抑制胰岛素样生长因子-1减轻糖尿病肾病大鼠肾系膜基质聚集的研究》一文中研究指出目的探讨雷米普利对糖尿病肾病(DN)大鼠胰岛素样生长因子-1(IGF-1)表达及肾系膜基质聚集的影响。方法 SD大鼠分为健康对照组(NC组,n=12)、DN组(n=11)、DN雷米普利干预组(DN+RAM组,n=12),腹腔注射链脲佐菌素构建DN模型,DN+RAM组予雷米普利3 mg·kg-1·d-1灌胃8周,检测肾重/体质量、空腹血糖(FBG)、糖化血红蛋白(Hb A1c)、24 h尿蛋白、血尿素氮、血肌酐;HE染色和电镜观察肾脏病理改变;免疫组织化学检测肾组织IGF-1表达;Western blot检测IGF-1、纤维连接蛋白(FN)、IV型胶原(Col-IV)和基质金属蛋白酶(MMP)-2表达。结果与NC组比较,DN组大鼠肾重/体质量、FBG、Hb A1c、24h尿蛋白、血尿素氮、血肌酐明显升高,肾小球肥大和系膜基质聚集明显,IGF-1、FN和Col-IV蛋白表达明显增加,MMP-2表达明显降低(P<0.05)。与DN组比较,DN+RAM组上述指标除FBG和Hb A1c外均明显改善(P<0.05)。IGF-1蛋白表达与24 h尿蛋白定量(r=0.937)、FN(r=0.896)和Col-IV(r=0.871)表达呈显着正相关,与MMP-2(r=-0.826)呈显着负相关(P<0.05)。结论雷米普利可通过抑制IGF-1的表达,减轻肾系膜基质聚集,发挥肾脏保护作用。(本文来源于《中国临床保健杂志》期刊2016年02期）
封明霞,伍津津,杨桂红[10]（2015）在《Versican基因RNAi慢病毒载体的构建及其对毛乳头细胞聚集性生长的干预作用》一文中研究指出目的构建Versican基因RNAi慢病毒载体并研究Versican对毛乳头细胞聚集性生长的干预作用。方法根据人Versican基因序列,构建4个携带RNAi序列的慢病毒载体,利用293T细胞进行慢病毒包装。实验分为Control组(不做处理)、NC组(用空慢病毒载体包装的病毒转染细胞)和KD1、KD2、KD3、KD4 Versican RNAi慢病毒感染组。应用KD1、KD2、KD3、KD4 Versican RNAi慢病毒及NC慢病毒感染H1299细胞,荧光显微镜下观察感染效率,应用Real-time PCR检测Versican的表达,筛选出感染效率和特异性最高的慢病毒载体进行下一步研究。用慢病毒感染毛乳头细胞后,用Real-time PCR检测Versican基因的表达,并用Western blot检测Versican、ADAMTS4、p-c-JUN蛋白的表达,应用光镜观察毛乳头的生长情况。结果成功构建4种慢病毒载体,其中KD2慢病毒感染H1299细胞较其他慢病毒、Control和NC组显着下调Versican mRNA的表达(P<0.01)。应用KD2慢病毒感染毛乳头细胞后,较Control和NC组明显下调毛乳头细胞Versican mRNA和蛋白的表达(P<0.01),ADAMTS4、p-c-JUN蛋白的表达较Control组明显下调(P<0.01),毛乳头细胞聚集性生长的特性消失。结论成功构建了Versican基因RNAi慢病毒载体。Versican基因通过c-JUN-ADAMTS-4通路调控毛乳头细胞的聚集性生长。(本文来源于《第叁军医大学学报》期刊2015年14期）
聚集生长论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
纳米材料的尺寸、结构和形貌等几何参数是决定其特殊物理和化学性能的关键因素,研究纳米结构的形成过程与机制对纳米科学的发展和纳米材料的广泛应用具有重要意义。传统结晶动力学理论认为颗粒的形成是通过单体逐渐累加完成的,其中包含成核和生长两个阶段,并相继形成了 LaMer机理、Ostwald熟化、Lifshitz-Slyozov-Wagner机理和Watzky-Finke机理等着名的经典结晶理论。尽管经典成核-生长理论取得了巨大的成功,但是随着越来越多的纳米结构被制备出来,人们发现很多实验现象无法通过经典结晶机制加以解释或预测。因此,人们提到其中非传统结晶模型,它是一种以纳米颗粒或团簇为单元通过聚并生长的结晶模式。由于生长单元和演化尺度的改变,传统结晶理论已经不再适用,人们据此提出了一些新的生长机制,如取向连接,并发展出一系列的检测技术用于表征这种非传统结晶的特点。但是,受检测仪器和技术的时间、空间分辨能力的限制,无法获取颗粒聚并的动态过程以及颗粒间相互作用的变化等关键信息,使得我们无法从实验上深入分析非传统结晶的内在机制。随着计算机的运算能力突飞猛进,尤其是超级计算机的出现以及各种模拟算法和模型的发展,使得我们可以借助模拟的方法来弥补实验研究的不足。近年来人们逐渐意识到动力学过程对材料形貌演化的重要性,发现材料生长过程中所涉及的反应过程和扩散过程是材料生长中最具代表性的两个动力学过程。所以本文以银纳米颗粒的聚集生长为例,采用布朗动力学和分子动力学相结合的方法,对纳米及亚纳米尺度下银颗粒的聚并过程进行动力学模拟,分别构建了能够跟踪微观尺度上颗粒间相互作用的计算模型以及能够跟踪分子/原子尺度上颗粒表面原子间相互作用的计算模型,系统地研究了颗粒的聚并过程以及影响该过程的主要因素。主要有以下几点发现与成果:(1)颗粒聚集模型的构建。模拟纳米颗粒在不同聚集和扩散条件下的聚集行为,考虑到计算尺度以及计算时间,选取纳米颗粒和亚纳米颗粒两个颗粒尺度,引入布朗动力学(颗粒尺度模拟方法)以及分子动力学方法(原子/分子尺度模拟方法),不仅实现对纳米颗粒聚集过程的实时观测,还可以定量描述溶剂粘度、溶液离子强度等外界因素对颗粒聚并过程的影响。纳米级别的颗粒聚集采用DLVO作用势,此作用势包含颗粒间的范德华吸引势以及双电层排斥势,能够很好地反映纳米颗粒在溶液中的相互作用。同时,为提高计算效率,所用参数均进行归一化处理,以节省计算时间。因经典的DLVO作用势仅适用于球形颗粒,不能充分体现颗粒聚集过程的取向连接过程,所以对于亚纳米级别的颗粒选用全原子模型。选用全原子模型的颗粒为多面体结构,具有晶面。原子间相互作用选用EAM多体势,同时鉴于单体结构的稳定性,选取正二十面体和截角八面体作为聚集单元,正二十面体颗粒表面全部由(111)晶面构成,用于研究各向同性单元的聚并规律;而截角八面体由相对面积各异的(111)和(100)晶面构成,用于考察不同晶面间的各向异性聚集过程。(2)基于DLVO作用势的布朗动力学模拟纳米尺度下颗粒间的聚并过程。探索颗粒自身尺寸、聚集(溶液离子强度、颗粒表面电势)以及扩散(溶剂粘度)等因素对颗粒聚集速率(单体颗粒随时间的演化规律)、聚集体生长速率(聚集体平均尺寸及最大尺寸随时间的演化规律)以及聚集体数目等的影响,并对颗粒聚并生长过程进行定性及定量分析。在相同环境下,粒径较大的颗粒在溶液中的随机运动较弱,传质较慢且颗粒聚集所需跨越的能势垒较高,颗粒间聚集难度较大;而小颗粒布朗运动更剧烈,传质较快,且小颗粒间聚集所需跨越的能势垒较低,因此小颗粒聚并的概率要大于大颗粒;由于大小颗粒聚并难易程度的不同,颗粒聚并所得聚集体的生长速率均随着颗粒直径的增大而降低。溶液的离子强度与颗粒的表面电势决定了颗粒聚并所需跨越能势垒的高低,因此本文通过溶液离子强度与颗粒表面电势的调控聚集快慢。颗粒表面电势越小或溶液离子强度越大(双电层越薄),颗粒聚集所需跨越的能势垒越低,即聚集作用越强,颗粒间有效碰撞概率增加,聚集速率增大,聚集体生长速率也随之增大,颗粒间的聚并越容易。因溶剂作用于运动颗粒的曳力正比于颗粒的尺寸,所以在尺度较大的体系中,粘度对颗粒聚并过程的影响更加显着,粘度增加,颗粒扩散率大为降低,颗粒间碰撞概率和聚集速率明显减小,同样聚集体生长速率也随之减小。(3)分子动力学模拟亚纳米颗粒聚集生长过程。通过对不同聚集单元(正二十面体和截角八面体)在纯水中聚集过程的观察,得知所有聚集过程都是先由棱边原子接触开始,棱边原子形成的“接触点”将两颗粒连接,颗粒之间形成转轴,通过转轴转动完成颗粒面与面之间的融合。在完全相同的模拟条件下,截角八面体聚集体内部所含单体个数远大于正二十面体,说明含有高能面(100)的截角八面体更容易聚集;但由正二十面体形成的聚集体对称性更好。通过聚集路径分析发现,造成这种聚集差异的主要原因是聚集单元的表面能,单元特定晶面面积越大,该晶面的表面能就越大,聚集后体系能量下降越多,颗粒间优先在此晶面上完成聚集。同时,通过调节体系温度和溶剂粘度改变聚集单元的扩散能力,发现当扩散慢时,颗粒在溶液中运动缓慢,颗粒间有足够的弛豫时间,从而形成完美的晶向匹配,聚并成较为规整的结构;当扩散加快时则相反,聚集体内部结构的无序性增加。(4)本文最后在纳米和亚纳米两个尺度颗粒聚集生长的模拟工作基础上,设想了通过耦合两个尺度对应的模型、方法,模拟建立统一的颗粒聚并生长计算模型:颗粒间距离较近时选用全原子模型算法,距离较远时则自动切换至DLVO模型。并从作用势的角度证实了耦合模型的可行性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
聚集生长论文参考文献
[1].刘永飞,杨勇,秦晓英.一种新的晶体生长模式——化学反应导向的取向聚集[J].物理.2019
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