【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及聚電解質凝膠，尤其涉及基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法。
技術介紹
1、聚電解質凝膠是由帶電聚合物鏈交聯形成的三維網狀結構；當置于溶劑(通常是水)中時，聚合物鏈上的帶電基團會解離形成離子，同時體系中存在相反電荷的抗衡離子。
2、由于滲透壓的作用，聚電解質水凝膠具有超高的吸水率，可以吸水高達其干燥體積的1000倍；由于其特殊的性質，聚電解質在藥物緩釋系統、組織工程和再生醫學、生物傳感器、水處理和食品工業等領域具有豐富的應用；而不同鹽濃度下的離子活度系數性質對聚電解質凝膠的應用起到關鍵影響作用；通過研究不同鹽濃度下離子活度系數的變化，可以提高傳感器的靈敏度和選擇性，增強檢測的準確性；在電池和儲能裝置應用中，了解不同鹽濃度下離子活度系數的變化可以優化電池的性能，延長電池壽命，提高能量密度。
3、雖然聚電解質凝膠在鹽濃度作用下的離子活度系數性質非常重要，但該數值測量具有很大難度，因為傳統測試離子活度系數的方法是基于溶液條件下的，而聚電解質凝膠介于固體和液體之間，傳統方法無法直接測量其內部離子的活度系數。
4、guo等人的met微電極技術，可以定量測定凝膠內部的電位值，從而計算出聚電解質凝膠中離子的活度系數值；但該方法需要在嚴苛實驗條件控制，如微電極的毛細管直徑、壁厚等工藝參數都會對測量值有較大的影響；因此，研究新的測試鹽濃度作用下聚電解質凝膠中離子活度系數方法十分必要。
技術實現思路
1、針對現有方法的不足，本專利技術提供測試
2、本專利技術所采用的技術方案是：基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法包括以下步驟：
3、步驟一、構建pes模型；
4、作為本專利技術的一種優選實施方式，pes模型為金剛石模型；
5、作為本專利技術的一種優選實施方式，金剛石模型的構建包括：
6、設置若干節點的分子鏈，在模擬盒子中加入抗衡離子使體系內總電荷為0；
7、加入若干對鹽離子，設置相對鹽濃度；
8、為聚電解質主鏈上的單體單元、抗衡離子和鹽離子設置電荷，使正負電荷平衡，總電荷數為0。
9、步驟二、定義分子動力學模型中的相互作用勢能參數；
10、作為本專利技術的一種優選實施方式，相互作用勢能參數包括：鍵合勢能、范德華體積排除作用力和靜電作用力。
11、步驟三、利用大規模原子分子并行模擬器，分別進行分子動力學預平衡模擬、分子動力學平衡體積探索和活度系數計算；
12、作為本專利技術的一種優選實施方式，分子動力學預平衡模擬的定義包括：
13、讀取金剛石模型文件位置；
14、設置分子動力學模型的基本參數，包括：單位、原子風格和邊界；
15、設置動力學模擬的溫度、介電常數；
16、設置lammps風格和對應參數，包括：鍵合力的風格和非鍵合力的風格；設置共軛梯度法及參數；
17、設置分子動力學nve模擬的參數；
18、設置體系平衡數據輸出的方式和內容；
19、輸出預平衡數據文件。
20、作為本專利技術的一種優選實施方式，分子動力學平衡體積探索的定義包括：
21、讀取預平衡數據文件；
22、設置分子動力學模型的基本參數，包括：單位、原子風格和邊界；
23、設置動力學模擬的溫度、介電常數；
24、設置lammps風格和對應參數，包括：鍵合力的風格和非鍵合力的風格；設置體系體積擴大或縮小參數；
25、設置分子動力學nve模擬的參數；
26、輸出體系體積平衡數據文件。
27、作為本專利技術的一種優選實施方式，活度系數計算包括：
28、讀取體系體積平衡數據文件；
29、設置分子動力學模型的基本參數，包括：單位、原子風格和邊界；
30、設置動力學模擬的溫度、介電常數；
31、設置lammps風格和對應參數，包括：鍵合力的風格和非鍵合力的風格；設置widom插入法計算參數；
32、設置分子動力學nve模擬的參數；
33、輸出活度系數數據文件。
34、步驟四、將分子動力學預平衡模擬、分子動力學平衡體積探索和活度系數計算的文件輸入大規模原子分子并行模擬器中，進行分子模擬得到活度系數。
35、作為本專利技術的一種優選實施方式，基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數系統，包括：存儲器，用于存儲可由處理器執行的指令；處理器，用于執行指令以實現基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法。
36、作為本專利技術的一種優選實施方式，存儲有計算機程序代碼的計算機可讀介質，計算機程序代碼在由處理器執行時實現基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法。
37、本專利技術的有益效果：
38、1、解決傳統實驗條件下難以測量聚電解質凝膠內部離子活度系數的問題；
39、2、具有便于操作，節約成本的優點；
40、3、可為今后的實驗和理論研究提供數據依據。
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1.基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法，其特征在于，分子動力學預平衡模擬的定義包括：
3.根據權利要求1所述的基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法，其特征在于，分子動力學平衡體積探索的定義包括：
4.根據權利要求1所述的基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法，其特征在于，活度系數計算包括：
5.根據權利要求1所述的基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法，其特征在于，PES模型為金剛石模型。
6.根據權利要求5所述的基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法，其特征在于，金剛石模型的構建包括：
7.根據權利要求1所述的基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法，其特征在于，相互作用勢能參數包括：鍵合勢能、范德華體積排除作用力和靜電作用力。
8.基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數系統，其特征在于，包括：存儲器，用于存儲可由處理器執行的指令；處理器，用
9.存儲有計算機程序代碼的計算機可讀介質，其特征在于，計算機程序代碼在由處理器執行時實現如權利要求1-7任一項所述的基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法。
...【技術特征摘要】
1.基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法，其特征在于，分子動力學預平衡模擬的定義包括：
3.根據權利要求1所述的基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法，其特征在于，分子動力學平衡體積探索的定義包括：
4.根據權利要求1所述的基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法，其特征在于，活度系數計算包括：
5.根據權利要求1所述的基于分子動力學的鹽濃度聚電解質凝膠活度系數方法，其特征在于，pes模型為金剛石模型。
6.根據權利要求5所述的基于分子動力學的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張奧開，
申請(專利權)人：常州工業職業技術學院，
類型：發明
國別省市：
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