超分⼦材料——发展新型材料的突破⼝
超分⼦组装是⾃下⽽上创造新物质和产⽣新功能的重要⼿段。利⽤该⽅法可以构筑多级组装结
构，获得动态、多功能及⾼性能的超分⼦材料。超分⼦材料中分⼦间的可逆弱相互作⽤为组装
体的结构形态与功能调控提供了可能，从⽽赋予材料以刺激响应性以及⾃修复等优异性能。
在分⼦化学研究中，⼈们在不断深化对经典化学键认识的同时，也更多地认识到了分⼦间相互
作⽤的重要性。到了20世纪70年代，法国的J. M. Lehn教授提出超分⼦化学的概念，并因此在1987年与其他两位美国学者⼀起荣获诺贝尔化学奖，将超分⼦化学、分⼦识别和主客体化学推
向科学发展的前沿，从此开启了⼈类利⽤超分⼦化学认识世界的新层⾯。到了今天，超分⼦相
互作⽤不仅被各个领域的科学家⼴泛接受，⽽且被⽤于获得⼤量⽤传统⽅法难以获得的新材
料。吉林⼤学的研究集体在国际合作中，在德国科学院院⼠H.Ringsdorf教授（德国Mainz⼤
学）和法国科学院院⼠J. M. Lehn教授（法国Strasbourg⼤学）等的引领下，于20世纪80年代末
进⼊超分⼦化学研究领域。为了推动超分⼦研究在国内的开展，吉林⼤学沈家骢教授和张希教
授与两位国际先驱者于90年代共同组织了包括“超分⼦体系⾹⼭科学会议”在内的⼀系列超分⼦化
学⽅⾯的国际会议，以超分⼦体系（supramolecular system）为中⼼课题，不仅提⾼了对超分
⼦发展的认识，也在国内培养了⼀批研究⾻⼲，有效地推动了国内相关研究的快速发展。
吉林⼤学的超分⼦体系研究以层层组装复合膜与纳⽶微粒为起点，以能源材料（发光）为重
点，聚焦在超分⼦结构构筑与功能导向的超分⼦材料，并以发现新结构作基础、功能扩展和材
料导向为⽬标。研究集体依托“超分⼦结构与材料教育部重点实验室”开展⼯作，并于2010年正式
升格为国家重点实验室。
实验室围绕超分⼦材料的核⼼⽬标，从基础做起，开展系统研究。⽬前已经发展和建⽴了若⼲
个超分⼦材料体系，如超分⼦光电材料体系、以⾦属-离⼦簇为基元的⽆机-有机杂化体系、微粒
煤结构模型及其研究方法
袁明;蔺华林;李克健
【摘 要】为了更加合理地利用煤炭,首先对煤的组成结构模型进行了分析,主要包括煤化学结构模型、物理结构模型和综合结构模型等.介绍了煤组成结构的主要研究方法.详细介绍了溶剂抽提技术、模型化合物和分子模拟技术在煤结构模型研究中的应用.最后对煤的结构模型对反应性能的影响进行了探讨.研究发现掌握了煤的结构模型可以更好地对煤进行洁净转化和利用.
【期刊名称】《洁净煤技术》
【年(卷),期】2013(019)002
【总页数】5页(P42-46)
【关键词】煤结构模型;溶剂抽提;模型化合物;分子模拟
【作 者】袁明;蔺华林;李克健
【作者单位】神华集团有限责任公司,北京 100011;中国神华煤制油化工有限公司上海研究院,上海201108;中国神华煤制油化工有限公司上海研究院,上海201108
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ530;TD849
煤的组成结构模型一直是煤化学研究的核心内容之一。特定煤工艺性能及其在加工过程中变化的实质与原料煤的组成结构关系密切。了解煤的组成结构是合理利用煤的前提，也是开发和优化煤化工工艺的基础。许多研究者对煤组成结构进行了研究，并开发出多种结构模型[1-6]。但由于煤的成因非常复杂，不同煤种之间通用性不强，因此，需要对特定的煤种进行深入结构研究，并将其与工艺性能相结合，以更好地指导工业生产。
1 煤组成结构模型
煤组成结构模型主要分为物理结构模型、化学结构模型、综合结构模型及其它结构模型。
1.1 化学结构模型
煤的化学结构模型是煤结构的碎片特征信息和分子成键的知识构造的能反映煤有机质主要特征的模型。该类模型主要有Fuchs结构模型、Given结构模型、Wiser结构模型、本田结构模型、Shinn结构模型。
Fuchs模型由W.Fuchs(德国)提出，1957年经Van Krevelen修改[2]，是烟煤大分子结构模型的代表；Given模型[3]是镜质煤的结构模型；Wiser模型[4]适合高挥发分烟煤；Shinn模型[5]是根据所采用煤在一段和二段液化过程产物的分布情况而提出的。
收稿日期:2005-11-13基金项目:天津教委科研专项(20030001);工程物理研究院化工材料研究所横向项目.作者简介:王春芳(1980-),女,山西省人,研究生,主要研究领域为计算化学;王靖方(1982-),男,吉林省人,博士研究生,主要研究领域为生物信息学及蛋白质模拟.通讯作者:魏冬青.E-mail:dqwei@第24卷 第2期原 子 与 分 子 物 理 学 报Vol.24 No.22007年4月JOURNALOFATOMICANDMOLECULARPHYSICSApr.2007文章编号:1000-0364(2007)02-0316-05
分子模拟在生物化学中的应用实例
王春芳1,2,王靖方1,3,栗 琳1,4,魏冬青1
(1.上海交通大学生命科学与技术学院,上海市200240;2.天津师范大学生物信息与药物开发研究所,天津市300074;3.中国科学院上海生命科学院系统生物学重点实验室生物信息中心,上海市200031;4.北京大学生物化学与分子生物学院,北京市100871)摘 要:分子模拟是一种描述和模拟分子和分子体系运动状态和性质的方法.随着电子计算机技术的飞速发展,分子模拟进入了一个前所未有的新时代.在此之前,人们只能通过机械模型和纸笔计算进行简单的分子模拟,现在通过利用电子计算机人们可以做更为复杂、更为全面的分子模拟.本文通过两个实例来简单阐述了分子模拟在生物化学中的应用.一则是通过模拟膦酰基氧化腈和丙乙腈的1,3偶极环加成反应过程,用密度泛函理论方法在B3LYP/6-31G(d,p)水平上解释了得到2∶1的加成产物的现象,来解释1,3偶极环加成反应得到2:1加成产物的现象.一则是通过结构生物信息学的方法建立H5N1高致病性禽流感病毒蛋白的三维结构,模拟其与一些药物分子的相互作用,研究H5N1的活性中心.关键词:分子模拟;1,3偶极环加成反应;H5N1高致病性禽流感病毒中图分类号:O561.1 文献标识码:A
教育教学论坛EDUCATIONTEACHINGFORUM2018年10月第44期Oct.2018NO.44开源分子图形学工具包在有机化学教学上的应用
收稿日期：2018-03-06一、引言在大学有机化学课程的初始阶段，学习者需要迅速建立起分子空间结构的基本概念，此后的学习中，诸如手性、对映异构、构象分析乃至于反应位阻分析等知识均与分子的立体形象有关。在涉及此类知识的教学中，教师也经常采取各种辅助手段向学习者直观演示分子的三维形象。目前最常见的做法是借助ChemOffice、VMD、RasMol、JMol等化学信息学软件，使用鼠标在屏幕或投影上操作虚拟的分子三维模型。此种方式成本较低，远距离较易观察，适合课上演示，但需事先安装相应软件，学生在课下复习时则有颇多不便之处。随着互联网技术的发展，近年来也出现了一批基于Web技术的分子图形学软件，我们也自行开发了一套采用JavaScript编写的开源化学信息学工具包Kekule.js。在教学中，我们利用此工具包展示分子模型，可直接将模型嵌入网页中，在网络浏览器或其他一些Web程序中显示、操作，无需预装软件，也易于与网上课程管理系统结合。该工具包亦具备良好的跨平台特性，PC或移动平台中均可使用。二、Kekule.js的使用Kekule.js是一套功能强大的化学信息学工具包，支持多种分子数据格式的输入输出、化学结构的2D/3D可视化以及一系列化学信息学算法的实现。我们在开发过程中还利用Emscripten将数个原以C/C++编写的工具库编译为JavaScript并作为附加模块整合进Kekule.js以提供一些额外功能。如整合OpenBabel后可额外支持数十种化学数据格式的读写，并提供一定的分子力学计算能力。此外为方便使用，工具包还封装了数个可直接嵌入在HTML中的控件用以显示或编辑化学结构。日常教学中进行分子立体模型演示时，只需使用Kekule.js的很少一部分功能，一般可直接利用Viewer3D控件。首先需在HTML页面中引入必要的JavaScript与CSS样式表文件。而后只需一行代码即可将Viewer3D控件绑定到普通的HTML元素上。在HTML代码中，Viewer3D控件的属性可以由一系列data-起始的属性来设定。如上例中，模型样式（data-molecule-display-type）被设置为比例模型（34），而控件中显示的分子则由data-chem-obj属性指定，Viewer3D将自动载入外部分子文件methane.mol。此外Viewer3D控件也提供了工具按钮，用户可自行读取本地分子文件。载入分子后，立体模型将直接在控件中显示。用户可使用鼠标、触摸屏等与分子进行交互（如缩放、旋转分子、切换模型样式等）。目前Viewer3D支持球棍模型、比例模型等四种常见的分子立体模型样式，足以满足日常的教学需求。若用户熟悉Web编程技术，还可通过JavaScript代码进一步对控件及其中显示的分子进行操作。如以下代码可将控件中分子沿Z轴旋转90度，放大两倍，且将第一个原子设置为红色。varviewer=Kekule.Widget.getWidgetById江辰，陈明（中国药科大学理学院，江苏南京210009）摘要：Kekule.js是由作者自主编写完成的一套基于Web技术的开源化学信息学工具包，其可视化方面的功能可将有机分子的立体模型嵌入网页中。在有机化学课程的教学中，使用该工具包可制作一系列有关分子立体结构的演示，并利用鼠标或触摸屏与分子进行交互，进而展示构型、构象等立体概念。此类页面可直接在浏览器内显示，无需安装任何额外软件，使用便捷，也易于与现有的在线课程管理系统结合，既适合课上教师的讲解，也利于学生课下的复习。关键词：Kekule.js；分子可视化；有机化学；分子模型演示中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2018）44-0158-02
