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水分子模型前沿信息_水分子模型图(2024年11月实时热点)

内容来源：卡姆驱动平台所属栏目：教程更新日期：2024-11-29

水分子模型

分子动力学模拟中的溶剂模型选择指南 𐟌Š 在进行分子动力学（MD）模拟时，为了更准确地模拟生物大分子在生理环境中的行为，通常会将它们置于虚拟的水环境中。这个水环境可以是纯水或含离子水的溶液，假设生物大分子在其中是完全溶剂化的。然而，对于一些在生理状态下不完全暴露在水环境中的生物大分子，如膜蛋白，需要进行特殊处理。溶剂模型的两种类型 𐟌 根据对水分子描述方式的不同，溶剂模型可以分为显含溶剂模型和隐含溶剂模型两类。显含溶剂模型使用全原子力场来描述水分子，能够更精确地处理溶质与溶剂之间的相互作用。但缺点是显著增大了模拟体系，占用大量计算资源。隐含溶剂模型则将溶剂视为连续介质，没有单个的溶剂分子，从而大大减少了计算量。隐含溶剂模型：效率与平均化 𐟌 隐含溶剂模型将溶剂视为连续介质，处理溶质与溶剂间的相互作用时，将其简化为仅是溶剂构型函数的平均场。这种模型在多数情况下可以显著减少体系的自由度，从而提高计算效率。与显含溶剂模型相比，隐含溶剂模型能够更好地直接估算溶剂自由能。在研究生物大分子折叠、构型转变、蛋白质-蛋白质、蛋白质-配体结合及药物分子跨膜转运等问题中，多使用隐含溶剂模型。常用的隐含溶剂模型大致有两种类型：一种是基于溶剂可及表面积的模型；另一种是基于泊松-玻尔兹曼方程的连续介质模型。显含溶剂模型：精确与复杂 𐟔슊显含溶剂模型在处理溶剂分子与溶质生物大分子间的特殊相互作用，探究介质屏蔽效应等对生物大分子结构及功能影响方面，与隐含溶剂模型相比具有显著优势。显含溶剂模型有多种类型可选，对于生物大分子模拟而言，多使用水模型。常用的水模型包括TIP3P、TIP4P、TIP5P、SPC及SPC/E模型等。这些模型都是根据水的一种或几种物理性质优化得到的，能较好地体现水的这些性质，如径向分布函数、扩散率、蒸发焓及密度等。但同时重现水的所有性质。上述显含水模型的偶极矩都大约为2.3 D，而气相水偶极矩实验测定值为1.85 D。TIP5P是上述模型中唯一可很好地描述水的密度随温度变化的水模型。此外，这些模型都将水分子视为完全刚性的结构，因此可与SHAKE约束算法兼容。选择适合的溶剂模型 𐟎对于不同的课题，应慎重选用适当的溶剂模型。隐含溶剂模型适用于那些对溶剂的细节不敏感的研究，而显含溶剂模型则适用于需要精确模拟溶质与溶剂相互作用的情况。通过合理选择溶剂模型，可以更好地理解和预测生物大分子的行为和性质。

𐟒碜蠥ˆ›意水分子模型制作 𐟎蠦ƒ𓨦亲手制作一个精致的水分子模型吗？来，跟我学！首先，你可以考虑使用垫图作为基础，这样可以生成更加通透且符合3D渲染效果的水分子画面。𐟒犊𐟔’’语是关键！试试这个：Molecular structure in water bubbles, close-up, Macro photography, Light blue theme, neat, Simple background, 3d rendering。记住，咒语是魔法，它能让你的水分子模型栩栩如生！✨ 𐟖Œ️ 当然，你也可以根据自己的创意和想象力，添加更多的细节和色彩，让你的水分子模型更加独特和出彩。快来试试吧，让你的创意无限放大！𐟒က

从空气中取水：密歇根大学新装置问世 𐟌🠧𕦄Ÿ来自树蛙皮肤和空气植物，美国密歇根大学安娜堡分校的博士后研究员高一伟带领团队，开发出一种大气水收集装置。这种装置利用膜技术从空气中提取水分，无需额外能量输入，每平方米每天可产生超过60升水。 𐟒砦‰€收集的水不仅可以用于生产安全饮用水，通过分馏技术进一步提纯，还能满足工业级别的用水需求，例如氢气制备、数据中心的热管理以及区域性除湿等。 𐟒ᠤ𘺤𚆦升水蒸气的捕获效率，他们开发了一种新型模型，将水凝胶作为“皮肤”，支撑饱和盐溶液，确保水分子在最小阻力条件下通过膜被吸收进入溶液中，加速吸水过程。 𐟔젦œꦝ导Œ团队将继续探索优化膜材料，结合AI技术动态优化运行参数，为全球水资源短缺问题提供解决方案。 𐟒𐠥œ襕†业化方面，该技术已申请专利，并创立了公司WAVR Technologies，目前正在积极推进融资工作。

𐟔 共价键的四种类型 𐟧 想知道共价键的四种类型吗？让我们通过实例来探索它们吧！ 𐟌쯸 (a) 氢气 (H₂) 通过电子分布图，我们可以看到两个氢原子共享一对电子，形成了单键。在路易斯点结构中，这表示为H : H。空间填充模型则展示了两个氢原子通过单键相连的情景。 𐟒蠨b) 氧气 (O₂) 氧气分子中，两个氧原子共享两对电子，从而形成双键。在路易斯点结构中，这表示为O :: O。空间填充模型以两个红色球体表示氧原子，通过双键连接。 𐟒砨c) 水 (H₂O) 水分子由两个氢原子和一个氧原子组成，它们通过单键连接。在路易斯点结构中，这可以表示为H₂O。空间填充模型则展现了一个氧原子和两个氢原子以角形排列的结构。 𐟔堨d) 甲烷 (CH₄) 甲烷分子中，四个氢原子共享一个碳原子的价电子。在路易斯点结构中，这简单地表示为CH₄。空间填充模型则展示了一个碳原子和四个氢原子以四面体排列的结构。这四种共价键类型是化学键合的基础，它们帮助我们理解分子的稳定性和化学性质。𐟧ꢜ耀

𐟧 VSEPR模型与分子空间结构解析 𐟔 深入探索分子的空间结构，我们不可避免地会遇到VSEPR模型。这个模型帮助我们理解分子中原子如何排列，以及分子整体的形状。 𐟒᠖SEPR，全称价层电子对互斥模型，是一个用于预测分子空间结构的化学模型。它基于原子周围的电子对如何分布来预测分子的形状。 𐟌 让我们通过几个例子来理解这个模型。比如，氨气（NH3）是一个四面体结构的分子，因为氮原子周围的四个氢原子和孤电子对相互作用，形成了一个四面体的空间结构。 𐟔젥椸€方面，水分子（H2O）则是V形结构，这是因为氧原子与两个氢原子形成的两个键和孤电子对之间的相互作用所决定的。 𐟧ꠦŽŒ握VSEPR模型，我们可以更好地理解分子的性质和行为，以及它们在化学反应中的角色。这是化学学习的一个重要部分，也是理解化学世界的关键一步。 𐟒ᠨ𝏯𜌥ˆ†子的空间结构不仅影响其物理性质，还决定着它们如何与其他物质相互作用。所以，了解这些结构是化学研究的基础哦！

一个物理学上还无法确定存在并且还没有完成首飞的玩意，怎么可能会出现在航展上呢？

这些冷知识你真的不知道：冰箱的制冷原理是利用制冷剂的蒸发和冷凝来实现的，制冷剂在蒸发器中蒸发时会吸收热量，从而使冰箱内部的温度降低。微波炉加热食物是通过使食物中的水分子振动来产生热量的，所以用微波炉加热食物时最好使用陶瓷、玻璃等容器，不要使用金属容器。飞机的机翼上有一些特殊的装置叫做襟翼，它们可以在飞机起飞和降落时增加机翼的升力，使飞机能够顺利起飞和降落。汽车的轮胎上有花纹，这些花纹的作用不仅是为了增加轮胎与地面的摩擦力，还可以起到排水的作用，防止在雨天行驶时轮胎打滑。电梯的运行是依靠钢丝绳的牵引，一般来说，电梯至少有四根钢丝绳，这样可以保证电梯的安全运行。太阳能热水器是利用太阳能将水加热的，但在阴天或夜晚，太阳能热水器的效率会大大降低，所以有些太阳能热水器会配备辅助加热装置。铅笔芯的主要成分是石墨，而不是铅，之所以叫铅笔是因为早期的铅笔芯是用铅和其他物质混合制成的。指纹识别技术是通过识别指纹的纹路和细节特征来确定身份的，每个人的指纹都是独一无二的，所以指纹识别技术具有很高的安全性。 3D 打印技术是一种快速成型技术，它可以根据设计模型将材料层层叠加，最终打印出三维物体。蓝牙技术的名字来源于丹麦国王哈拉尔蓝牙，因为他统一了丹麦，就像蓝牙技术可以将不同的设备连接在一起一样。#动态连更挑战#

物质的组成和结构：宏观：从宏观角度描述物质的组成，我们会说水是由氢元素和氧元素组成的。可以通过电解水的实验来证明，在宏观现象上，我们看到水在通电后，在两个电极上分别产生氢气和氧气这两种气体。微观：从微观角度，水是由水分子构成的，每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子通过共价键结合而成。通过分子模型或者先进的微观成像技术可以帮助我们理解水分子的微观结构。

【石墨烯做“筛子”，海水淡化更高效】看过《少年派的奇幻漂流》《鲁滨逊漂流记》等探险类电影的人都知道，在孤岛或茫茫大海中求生，如何获取淡水是最大挑战。试想一下，如果此时求生者拥有一个能快速从海水中提取大量淡水的小型手持装置，生存概率将大大提高。日前获得上海市自然科学奖一等奖的项目“固液微观界面动力学性质的理论研究及其应用”，就可以让“少年派”“鲁滨逊”不再发愁。该项目由华东理工大学物理学院教授方海平团队研发，目前其科研成果——便携式海水淡化器已成功落地。这款海水淡化器外形和尺寸类似保温杯，重量不到1公斤，可为使用者提供超过1周的淡水。为海水淡化提供理论支撑这款形似保温杯的海水淡化器原理并不复杂。它的内部采用了特殊的氧化石墨烯膜，从而在有效阻挡并过滤盐离子的同时，允许水分子通过。石墨烯是由碳原子组成的蜂窝状平面薄膜。其独特的二维结构使它在能源、材料等领域展现出巨大的应用潜力。国际上，研究人员普遍希望利用石墨烯的二维特性来构筑高性能的分离膜，以解决污水处理和海水淡化等领域的关键技术难题。然而，要实现这一目标，就要将石墨烯的层间距控制在十分之一纳米的精度，这无疑是一个极具挑战性的课题。长期专注水研究的方海平于2008年着手开展相关研究。化学家们很早就发现，石墨烯的蜂窝状结构具有一种特殊的电子行为，被称为”𕥭。”𕥭能够与钠离子等阳离子产生强烈的相互作用，形成离子-𝜧”裀‚然而，由于水合离子的存在，这种作用在水溶液中通常会被忽视。方海平团队运用统计物理理论，认识到离子-𝜧”襜覰𔦺𖦶𒤸�„重要性，并结合量子力学计算，开发了相应的分子动力学计算软件。团队提出要利用离子精确控制石墨烯膜的层间距，以实现离子筛分和海水淡化。令人兴奋的是，这一想法被实验成功验证，相关论文在《自然》杂志发表。基于离子控制石墨烯膜的基础研究，团队历时几年研发出一款石墨烯复合海水淡化膜。根据装机实测结果显示，该膜的水通量约为美国陶氏2019年报道的海水淡化膜水通量的15倍，是目前在水通量方面最先进的实用化海水淡化膜。此外，这款保温杯大小的便携式海水淡化器已入选上海市绿色技术目录。发现石墨烯表面罕见特性除了为海水淡化提供理论支撑之外，方海平团队还在石墨烯表面观察到了一氯化钙二维晶体。“这个发现颠覆了传统观念。因为人们通常认为，钙是二价的，它的化合物必然是二氯化钙，因此不可能具有铁磁性，并且是绝缘的。”方海平说。这些一氯化钙二维晶体展现出非常独特的性质。它们不仅具备导电性、室温铁磁性而且还罕见地同时具备压电性质和金属性质。这预示着，在晶体管、磁性装置、导电电极的研发以及储氢、催化剂等方面的应用上，它们都将大有用武之地。一氯化钙二维晶体的铁磁性表明，并非传统的铁磁物质（例如铁）才有非常强的磁响应。这为理解生物磁效应提供了新的研究方向，并为发展不含重金属且具有更好生物相容性的磁性靶向药物设计提供新方案，也为量子生物学提供新思路。此外，对“水滴在水层上”的奇异现象进行理论预言，也是方海平获奖项目的重要成果。水滴在落入水面后，通常会很快扩散开并融入水中。然而，针对“常温下水总是完全浸润于水”的传统观点，方海平团队提出了一个反传统的理论预言。研究团队设计出一个带极化电荷的固体平面作为一般表面的模型。其中，模型的晶格常数和电荷大小都可以调控。这样，在晶格和电荷的诱导下，水分子会形成有序结构。形成类似于冰的结构，在这层水上，水分子不再铺展开，而是形成水滴，呈现“水滴在水层上”的现象。另外，这层水还阻止了水层下面固体被污染。研究论文于2009年首次发表后，这一预言很快获得了国内外多个科研团队的验证，其中包括美国科学院院士的科研团队。科研人员在金属、矿物、氧化物甚至生物分子表面等10多种材料表面都发现了类似现象，表明该现象在自然界普遍存在。这项进展有望为发展既不沾污又减阻的材料提供新的设计思路。 “多年来，我们的工作主要是运用理论物理方法，结合统计物理分析和分子动力学模拟，研究在表面、细通道内和响应体系中的离子对水的行为影响。目前我们已经获得了一些普遍规律，相信还有更多的规律等待我们去发现。”方海平说。来源：科技日报 #辽宁好网民守法好公民##有一种美好叫辽宁##振兴新突破辽宁杠杠滴#

合肥气象科普馆开放，亲子游新选择！ 𐟌 在合肥气象科普馆的“江淮福地”展区，通过互动沙盘，可以一探究竟合肥的城市地理和水系奥秘。沙盘上标注了姥山岛、岱山湖、紫蓬山和大蜀山等景点，通过踩踏这些点位，可以触发墙面投影，揭示合肥四季分明、气候温和、雨量充沛的特点。 𐟌Œ 展馆中心是一个太阳与地球模型，地球环绕太阳转动，模拟了昼夜和四季的变化。四周的屏幕展示了星座与节气的对应关系，让参观者直观感受到星座与二十四节气的联系。 𐟒砢€œ水润庐州”展区通过一个“水分子旅程”的故事，展示了合肥水的来源。从巢湖中水的蒸发，到形成云，再到雨水的降落，最后通过水分子蒸腾的过程，揭示了水循环的奥秘。 𐟌毸在“施合于肥”和“智慧之城”展区，参观者可以学习到气象预报、气象预警和气象防灾减灾等知识，体验“小小预报员”的乐趣，并动手制作下雨报警器、太阳能风扇等科普制品。沉浸式影院让参观者身临其境地感受气象的变化。 𐟎‚ 最后，展厅设置了一个有趣的“生日天气”查询系统，可以通过拍照查询体验者出生那天的天气情况。此外，还加入了人脸融合技术，让体验者回到“小时候”，留下珍贵的气象体验照片。 𐟕’ 合肥气象科普馆目前处于试体验阶段，开馆时间为每周一至周五，接受团体预约。五一期间将正式对外开放，接受团体和个人预约，开馆时间调整为周二至周日。

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