關鍵詞：

Materials Studio，分子動力學模擬，均方位移，界面聚合

通過界面聚合制備納濾膜的方法廣泛應用與膜分離技術領域。該篇工作通過研究PIP單體在水中和PIP在PPTA水和中擴散的分子動力學模擬。首先構建了含PIP單體的水模擬盒子，在此基礎上構建了PIP單體的PPTA-水凝膠模擬盒子，通過MSD曲線分析PPI純水體系和PPI-水凝膠體系中遷移速率。

DOI: 10.1039/c9ta12984g

以下內容分步驟對文獻模擬過程進行分析：

1、建立基礎模型

構建PIP、PPTA、H2O分子模型，如圖1所示。

圖1 不同物質的分子結構模型

2、構建Amorphous cell模型

利用Materials Studio (MS)中的Amorphous cell模塊，在COMMPASSII力場條件下構建兩個模型：（1）模型包含10個PIP分子和320個水分子；（2）10個PIP分子、40個TBP分子、1個含2重復單元PPTA。

（a） （b）

圖1 兩個模型（a：PPI）（b：PPI-PPTA）

（a）（b）（c）

圖2 兩個模型的AC參數（a：PPI）（b：PPI-PPTA）（c：模型參數）

2、模型結構優化

使用Forcite 模塊對上述混合有機相模型分別進行結構優化，使其達到最佳的模型結構和穩定的能量體系。模型參數如圖3所示。收斂和能量數據如圖5所示。

圖3兩個模型的Forcite 模型參數

（a）

（b）

圖4 模型的收斂以及能量數據（a：PPI）（b：PPI-PPTA）

3、動力學優化

對上述結構優化后的模型繼續進行動力學優化。

1. NVT模式下100ps。動力學參數如圖5所示，動力學計算結果如圖6所示。

圖5 動力學優化參數

（a）

圖6 計算平衡后的能量和溫度數據（a：PPI）（b：PPI-PPTA）

2.NPT模式下100ps，動力學參數如圖7所示，動力學計算結果如圖8所示。

圖7 動力學優化參數

（a）

圖8 計算平衡后的能量和密度數據（a：PPI）（b：PPI-PPTA）

3. NVT模式下100ps。動力學參數如圖9所示，動力學計算結果如圖10所示。

圖9 動力學優化參數

（a）

（b）

圖10 計算平衡后的能量和溫度數據（a：PPI）（b：PPI-PPTA）

4、均方位移（MSD）計算

對上述優化后的模型進行MSD計算。模型及設置面板如下圖11所示。結果數據如圖12所示。

（a）

（b）

圖8 優化后模型及MSD參數（a：PPI）（b：PPI-PPTA（PPI-2））

圖9 MSD結果（a：PPI）（b：PPI-PPTA（PPI-2））

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