2024年9月,葡萄京官网王江老师在国际期刊Physical chemistry Chemical Physics (PCCP) 和 The Journal of Chemical Physics (JCP)上发表两篇高水平SCI科研论文,题目分别为Impact of Molecular Configuration on the Bond Breaking Rates of Hydrocarbons: A Computational Study,和Electric field modulated configuration and orientation of aqueous molecule chains 。
发表在PCCP上的论文提出了一种计算键解离速率的方法,并将其应用于三种分子的反应分子动力学模拟(ReaxFF)轨迹:正十三烷、正戊烷和1,3-丙二醇。结果表明,键解离速率不仅取决于键在链中的位置,还与分子构象相关。拉伸构象表现出更高的解离速率,特别有利于中心键的断裂。相反,当分子卷曲,导致尺寸减小时,末端键表现出更高的解离速率。这项研究有助于更深入地理解烃氧化的分子解离特性,并提供了一种探索其他分子键断裂特性的方法。
发表在JCP期刊上的成果通过机器学习方法提取了水分子的二维自由能(FE)景观,揭示了电场调节FE景观,有利于拉伸构象并增强链与电场的对齐。结果表明,直流电场对调节的影响比交流电场更明显,并且电场对疏水链的影响比对亲水寡聚体更强。
对水偶极矩和氢键的取向的分析发现,电场使水分子排列并诱导更定向的氢键网络,形成一维水结构。因为最小化了一维结构的破坏,这有利于所研究的寡聚体的拉伸构象和对齐。
研究成果加深了我们对电场调节分子性质的机制的理解,并可以指导电场在控制其他水分子,如蛋白质或生物分子方面的更广泛应用。