课题组简介
课题组在陈宏善教授的带领下,主要在两个领域开展研究工作,一是团簇的结构、性质及应用,二是非平衡动力学过程的分数微积分理论。参与完成国家“863”项目1项,国家科委重大基金项目1项,主持国家自然科学基金项目2项,甘肃省科委项目2项。在JCP、CPL、JPB、EPJD、Polymer等业内主流期刊发表论文80余篇。获得甘肃省科技进步奖2项,甘肃省高校科技进步奖3项。
研究领域
1. 团簇的结构、性质及应用
团簇是由几个到上万个原子或分子组成的聚集体。与传统的分子不同,团簇并没有确定的尺寸与结构,其典型特征是某些特定尺寸团簇的结构特别稳定,并且对于给定尺寸的团簇存在数量很大的稳定异构体。团簇具有既不同于单个原子分子又不同于大块固体的奇特性质,如电子壳层和能带结构并存、气液固相并存与转化、反常的磁性、非线性光学性质及极高的催化活性等;并且其物理化学性质还表现出很强的尺寸依赖性。由于其特殊的光电磁学性质及高的表面/体积比,团簇在信息、材料、化工、生物及能源等领域有广泛的应用。本小组利用遗传算法、分子动力学结合量子化学计算方法开展了团簇的全局能量最小结构、光电性质、热力学稳定性以及对小分子的吸附和活化等方面的工作。
2. 非平衡动力学过程的分数微积分理论
由于无定形结构(玻璃态)的非平衡态特征,其力热学及电学、光学现象都表现出反常的弛豫特性,本质上是一个耗散过程。深入研究物质的非平衡动力学过程对于揭示物质结构与相转变机制、认识物质微观结构与宏观性质的关系以及材料的应用都具有重要的理论和实际意义。分数阶微积分动力学方程从本质上具有耗散性质,能反映响应对激励的历史依赖性。我们小组应用分数微积分建立数学物理模型,对无定形结构的应力松弛、蠕变、物理老化以及介电松弛等过程进行了研究,并对分数模型的物理本质进行了分析探讨。
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