金属－氮－氢体系晶体结构与贮氢性能的从头算进化模拟预测

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基本信息

  • 批准号：
    50901023
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    胡朝浩
  • 依托单位：
    桂林电子科技大学
  • 学科分类：
    E0110.金属生物与仿生材料
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

金属－氮－氢体系因具有较高的理论贮氢密度，并在成分替代作用下，能明显改善体系的吸放氢性能，已引起国内外的广泛关注。但在绝大多数情况下，仅依赖目前的实验手段仍难以准确标定这类轻质金属配位氢化物的晶体结构。为解决这个问题，本课题将采用从头算进化模拟方法，以由第一性原理计算得到的自由能作为评估函数，优化模拟参数，施加原子遗传、原子和晶格突变、原子置换等进化操作，在不需要任何实验结构信息的前提下，理论预测金属－氮－氢体系包括Li2NH、Be(NH2)2、Mg(NH2)2、以及Ca(NH2)2新型配位氢化物的晶体结构，并进行精确的电子结构计算和化学成键分析，从微观角度研究金属－氮－氢体系的贮氢性能与电子结构的内在联系，阐明改善体系贮氢性能的电子作用机制，为进一步的实验研究提供基础数据和重要的理论依据。

结项摘要

金属－氮－氢体系因具有较高的理论储氢密度，并在成分替代作用下，能明显改善体系的吸放氢性能，已引起国内外的广泛关注。但在绝大多数情况下，仅依赖目前的实验手段仍难以准确标定这类轻质金属配位氢化物的晶体结构。为解决这个问题，本课题将采用从头算进化模拟方法，以由第一性原理计算得到的自由能作为评估函数，优化模拟参数，施加原子遗传、原子和晶格突变、原子置换等进化操作，在不需要任何实验结构信息的前提下，成功预测出LiNH2，NaNH2，KNH2，Li2NH基态及高压相晶结构，并进行了精确的电子结构计算和化学成键分析，从微观角度研究了金属－氮－氢体系的储氢性能与电子结构的内在联系，通过理论计算证实了LiNH2，NaNH2高压结构存在N-H..N氢键，可以弱化NH2单元的N-H作用，将对其吸放氢性的改善产生重要的影响。相关研究成果已在J. Phys. Chem. C, J. Alloys. Compd.等国外期刊上发表。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Mechanical properties and chemical bonding of the Os-B system: A first-principles study
Os-B 系统的机械性能和化学键合：第一性原理研究
  • DOI：
    10.1016/j.actamat.2012.04.015
  • 发表时间：
    2012-06-01
  • 期刊：
    ACTA MATERIALIA
  • 影响因子：
    9.4
  • 作者：
    Ji, Zong-Wei;Hu, Chao-Hao;Zhou, Huai-Ying
  • 通讯作者：
    Zhou, Huai-Ying
Pressure-induced structural transitions of LiNH2: A first-principle study
压力诱导的 LiNH2 结构转变：第一原理研究
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2012.07.142
  • 发表时间：
    2012-12
  • 期刊：
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Huaiying Zhou;Chaohao Hu;Dianhui Wang;Guanghui Rao
  • 通讯作者：
    Guanghui Rao
Theoretical Studies of High-Pressure Phases, Electronic Structure, and Vibrational Properties of NaNH2
NaNH2高压相、电子结构和振动性质的理论研究
  • DOI：
    10.1021/jp300455j
  • 发表时间：
    2012-04
  • 期刊：
    Journal of Physical Chemistry C
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Hui-Ying Zhou;Chao-Hao Hu;Dian-Hui Wang;Artem R. Oganov
  • 通讯作者：
    Artem R. Oganov
Ce-Mg合金体系弹性性质与电子结构的第一性原理研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    桂林电子科技大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王殿辉;王仲民;吉宗威;胡朝浩;周怀营
  • 通讯作者：
    周怀营

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其他文献

BaC: A novel thermodynamically stable layered superconductor
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  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    胡朝浩;Artem R. Oganov;Yan Zhong;Guang-Hui Rao
  • 通讯作者：
    Guang-Hui Rao
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Chinese Physics B
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    胡朝浩;殷学辉;王殿辉;钟燕;周怀营;饶光辉
  • 通讯作者：
    饶光辉
Electronic structure, thermodynamics, and thermoelectric properties of β-BaCu2S2: A first-principles study
β-BaCu2S2 的电子结构、热力学和热电性质：第一性原理研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Computational Materials Science
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    焦攀飞;胡朝浩;王殿辉;钟燕;周怀营;饶光辉
  • 通讯作者：
    饶光辉
Mo掺杂调控钛酸铋钠铁电陶瓷带隙的实验与第一性原理研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    硅酸盐通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    谢晓宇;黎清宁;周昌荣;胡朝浩;袁昌来;许积文
  • 通讯作者：
    许积文

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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