分子动力学模拟（压力场）
在压力场作用下模拟分子运动，分析混合分子选择性、水通量、气体通量、径向分布函数等关键参数，为材料设计提供理论指导。
压力场模拟关键分析项目
1. 压力场分子动力学模拟过程
压力场分子动力学模拟是研究材料在不同压力条件下微观结构和性能变化的有效方法。通过构建模拟系统、施加压力场、运行模拟计算和分析结果，可以获得材料在压力作用下的分子行为和性能数据。
该模拟方法能够提供实验难以直接观测的微观信息，为材料优化提供理论依据，广泛应用于膜分离、催化剂设计、油气开采等领域。
2. 混合分子选择性（或反渗透膜脱盐率）
混合分子选择性是评价分离膜性能的关键指标，反映了膜对不同分子或离子的分离能力。通过模拟计算可以精确评估不同材料对特定分子的选择性。
对于反渗透膜材料，脱盐率是重要指标。模拟结果显示，某些材料对氯离子(Cl⁻)的排斥率可达到99%以上，对钠离子(Na⁺)的排斥率约为80%，表现出优异的离子选择性。
3. 分子扩散通量（水通量、气体通量等）
分子扩散通量是衡量材料渗透性能的重要参数，表示单位时间、单位面积、单位压力下通过材料的分子数量。通过模拟可以计算不同条件下的水通量、气体通量等关键指标。
模拟结果显示，不同材料的水通量差异显著，这与材料的孔隙结构、亲疏水性等因素密切相关。高水通量和高选择性的平衡是膜材料设计的重要目标。
4. 均方扩散位移（MSD）
均方扩散位移（MSD）是描述分子扩散行为的重要参数，可以用来计算扩散系数。通过分析MSD曲线的斜率，可以得到分子在不同方向上的扩散速率。
模拟结果表明，不同材料的MSD斜率存在明显差异，这反映了分子在这些材料中的扩散能力不同。高MSD斜率通常意味着更好的分子传输性能。
5. 径向分布函数（RDF）
径向分布函数（RDF）描述了在距离某一参考原子特定距离处找到其他原子的概率，是分析原子间相互作用的重要工具。通过RDF可以确定离子水合壳层结构和配位数。
模拟结果显示，不同离子与水分子的相互作用强度存在差异，这反映在RDF峰值的位置和高度上。这些信息对于理解离子在溶液中的行为和在材料中的传输机制至关重要。
6. 分子沿Z轴及各平面（XY、YZ）密度分布
分子密度分布分析可以直观展示分子在不同空间位置的分布情况，揭示分子在材料内的聚集特征和传输路径。通过分析沿Z轴（膜厚度方向）及XY、YZ平面的密度分布，可以全面了解分子的空间分布规律。
模拟结果显示，分子在膜内的分布通常呈现一定的规律性，这与膜材料的结构特性和分子间相互作用密切相关。这些信息对于优化膜材料结构、提高分离效率具有重要指导意义。
7. 平均力势（PMF）
平均力势（PMF）反映了分子在运动过程中在不同位置受到的作用力大小，是理解分子传输机制的重要参数。通过PMF分析可以确定分子传输的能垒和关键位点。
模拟结果显示，分子在通过膜材料时会遇到不同程度的能量障碍，这些能垒的高度和位置决定了分子传输的难易程度。低能垒路径的存在通常有利于提高分子传输效率。
8. 氢键数量动态统计
氢键是影响材料性能的重要相互作用，通过动态统计氢键数量的变化，可以深入理解分子间的相互作用机制。氢键数量的多少和稳定性直接影响分子的传输行为和材料的分离性能。
模拟结果显示，不同材料中氢键数量的分布和变化规律存在显著差异，这与材料的化学组成、官能团种类和分布等因素密切相关。控制氢键相互作用是优化材料性能的重要策略。
9. 分子运动轨迹及跨膜时间
分析分子的运动轨迹和跨膜时间，可以直接观察分子在膜内的传输路径和过程，计算传输速率。这对于理解分子传输机制、优化膜材料结构、提高分离效率具有重要意义。
模拟结果显示，不同分子的运动轨迹和跨膜时间存在显著差异，这反映了它们在膜内的传输能力不同。短跨膜时间通常意味着高传输效率，这对于设计高性能分离膜材料至关重要。
10. 可接触表面积、可及孔体积、孔径分布
可接触表面积、可及孔体积和孔径分布是描述材料孔隙结构的重要参数，直接影响材料的吸附、分离和催化性能。通过模拟计算这些参数，可以全面评估材料的孔隙特征。
模拟结果显示，不同材料的孔隙结构存在显著差异，这直接影响其性能表现。优化材料的孔隙结构，如增大可接触表面积、调控孔径分布，可以显著提高材料的性能。
压力场模拟的技术优势
微观可视化
直观观察分子在压力场作用下的微观运动过程，揭示实验难以观测的分子级机制，为材料设计提供直接的理论依据。
条件可控
精确控制模拟条件，如压力大小、温度、浓度等，系统研究各因素对材料性能的影响，避免实验中的干扰因素。
高效筛选
快速筛选大量候选材料，评估其在压力场下的性能表现，大幅缩短研发周期，降低实验成本，加速新材料开发进程。
主要应用领域
膜分离技术
设计高效分离膜，优化脱盐、气体分离和有机物分离性能
油气开采
研究流体在多孔介质中的流动行为，优化油气开采工艺
生物医学
模拟药物分子在生物膜中的传输，设计靶向药物递送系统
新能源材料
研究电解质在电池材料中的传输，优化能源存储和转换效率