学术报告：大分子与材料间相互作用的多尺度模拟
题 目：大分子与材料间相互作用的多尺度模拟报告人：沈嘉炜博士（Max Planck Institute for Polymer Research, Germany）
时 间：2011年12月22日（星期四）上午10：00
地 点：嘉定园区研究生公寓A楼201
大分子尤其是生物大分子与材料之间的相互作用是生物矿化、生物材料、药物输运等领域非常基础且重要的问题，但是由于实验技术的局限，这种复杂的相互作用在分子层面上仍然没有被很好地理解。计算机模拟技术帮助我们从原子及分子层面上更好理解这种复杂相互作用的化学及物理本质，但由于大分子——材料相互作用在时间（从femtosecond到second）及空间（从nm到m）尺度上的复杂性，计算机模拟技术在这一领域的研究也具有非常大的挑战性。多尺度模拟（multiscale modelling）使我们在这一类复杂体系的研究中，对不同时间及空间尺度的问题使用不同层次的研究手段（如从量子力学，全原子分子动力学到耗散粒子动力学）。
本报告将首先简单介绍利用量子力学及全原子分子动力学（all-atoms molecular dynamics）方法对生物大分子（也包括水分子）与碳纳米管及羟基磷灰石之间作用的研究。然后重点介绍基于全原子分子动力学模拟的粗粒度（coarse grained）模型的发展，主要为：（1）电解质溶液的隐性水模型的发展：通过在势能函数中增加一个浓度相关的介电常数参数，我们可以使电解质（NaCl）溶液的隐性水模型扩展到较高的浓度；（2）聚电解质的粗粒度模型：通过在全原子水平上得到的粗粒度势能函数，我们可以重复聚电解质（聚苯乙烯磺酸钠，NaPSS）在全原子水平及实验上的性质。通过电解质，聚电解质及（进行中的）材料界面的粗粒度模型的发展，可以帮助我们在更长的时间尺度及更大的空间尺度理解生物矿化、生物仿生材料、材料自组装等领域的基本问题。
相关附件