介觀尺度下氫鍵流體聚集態(tài)結構及滲透壓研究.pdf

1、氫鍵流體在自然界中普遍存在，并在生物、化工、物理、醫(yī)藥和超分子領域有著重要應用。氫鍵流體具有一般流體的近程有序和遠程無序的特征，同時也是較為復雜的非均相流體，其在介觀尺度下具有特殊結構和性質(zhì)。眾所周知，滲透壓問題在生物生理過程中起著至關重要的作用。有鑒于此，深入理解介觀尺度下復雜流體的聚集態(tài)結構與滲透壓具有重要意義。
　　本文基于經(jīng)典流體的密度泛函理論(DFT)以及改進的基本度量理論(MFMT)，研究了介觀尺度下半透膜附近膠體—氫

2、鍵流體的聚集態(tài)結構和滲透壓。在研究中，選取理想化半透膜模型作為研究體系，半透膜僅允許作為溶劑的氫鍵流體通過而不允許作為溶質(zhì)的膠體粒子通過。在具體計算時，首先構建以流體分子數(shù)密度為變量的體系巨勢泛函，并利用巨勢最小原理得到體系平衡密度分布，根據(jù)所獲得的平衡密度分布進一步研究了體系滲透壓。深入討論了兩組分體相密度、分子尺寸比例、氫鍵作用等因素對流體聚集態(tài)結構和滲透壓的影響。研究結果旨在為進一步揭示受限流體聚集態(tài)結構和生物生理過程中滲透現(xiàn)象提

3、供可能的理論線索。
　　第1章緒論。本章主要介紹了論文的研究背景和意義，具體包括氫鍵流體、滲透壓的性質(zhì)及其重要意義，同時簡要回顧了經(jīng)典流體密度泛函理論的發(fā)展歷程并給出了硬球部分自由能泛函的理論表達式。
　　第2章單壁半透膜附近膠體—氫鍵流體的聚集態(tài)結構及滲透壓研究。本章詳細研究了單壁半透膜附近膠體—氫鍵流體的聚集態(tài)結構。首先給出了研究模型及體系氫鍵部分的自由能泛函理論表達式，并依據(jù)密度泛函理論得到不同條件下單壁半透膜附近膠體

4、—氫鍵混合流體的平衡密度分布，進而根據(jù)計算結果分析了體系聚集態(tài)結構。作為應用進一步計算了體系的滲透壓。深入討論了氫鍵作用(氫鍵作用強度及氫鍵官能度)、體相密度、分子尺寸比例等因素對流體聚集態(tài)結構及體系滲透壓的影響。
　　第3章球形半透膜附近膠體—氫鍵流體聚集態(tài)結構。本章主要研究了球形半透膜附近的膠體—氫鍵流體的平衡密度分布，并探討了各組分體相密度、分子尺寸、氫鍵強度、官能度以及球腔尺寸等因素對受限流體聚集態(tài)結構的具體影響。