工大 计算化学 氧气扩散系数计算.pdf

年秋季学期《计算化学》上机报告 氧气分子在聚合物中扩散系数的计算 班 号： 学 号： 姓 名： 年哈尔滨工业大学 -1- 报告内容说明 （1）将计算的详细过程按模板中的形式逐条阐述。 （2）每步计算结果，包括构建模型的界面结果拷贝到相 应计算步骤下面。 （3）将计算所得MSD数据以表格形式粘贴在报告中， 并附上求解斜率的图形。 （4）最后要将计算的氧原子数、聚合物的分子数和扩散 系数的值写在最后结果部分。 -2- 正文部分 计算内容：构建一个包括8个氧和8个二甲基硅氧烷 （PDMS） 的无定形晶胞,计算氧气在该聚合物中的扩散系数。（三号黑体） 计算目的：掌握如何使用力场方法来计算气体在材料中的扩散 系数,主要练习MS软件中的Materials Visualizer, Discover, COMPASS, Amorphous Cell模块。 计算过程及相应结果： 1.建立初始结构 第一步 构建并优化氧分子和PDMS 聚合物 从菜单栏中选择Build|Build Polymers|Homopolymer 来显示Homopolymer 对话 框。把库改成硅氧烷，把返回单位改成二甲基硅化物。 在Homopolymer 对话框中选取Advanced，检查Randomtorsion 栏，点击Build。 Homopolymer Polydimeth_siloxane.xsd 3D 关闭 对话框。一个名为 的新的 自动文档会 打开。 -3- ProjectExplorer projectroot 3D 在 中，右键点击 并选择新的 自动文档。右键点击 3DAtomistic.xsd 并选择重命名。把名字改成oxygen 并点击回车。现在可以勾画出 氧分子。激活oxygen.xsd。点击SketchAtomtoUse 按钮相关联的选项箭头，移动鼠 标以形成一根键，双击完成构建。把鼠标移到键上面，它会变成浅蓝色，点击一下 把建序变为二。 - - 此时，对氧分子命名一下，在PropertiesExplorer 中，把Filter 改成Molecule。双 oxygen OK 击Name，输入 ，点击 。 一个经验立场计算（能量最小化或分子动力学）中花费最大的部分是非键参数的 -5- 确定（库仑相互作用和范德华力）。涉及力场的计算会用各种方法来计算非键参数， 随所研究系统的尺度和类型而变化。不过对范德华力默认的方法是原子级模拟，对 库仑相互作用则是Ewald模拟。对某些聚合物，可以用一组原子而不是单个原子来逼 近非键参数。这种方法叫作chargegroups。 现在聚合体将自动用chargegroups 来计算，如果要显示的话，点击DisplayStyle Polydimeth_siloxane.xsd 3D View 对话框。激活 文档。右键点击 原子文档，从 菜单中 DisplayStyle DisplayStyle Colorbyoption ChargeGroup 选取 。在 对话框中，把