| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-16页 |
| 第一章 绪论 | 第16-32页 |
| ·引言 | 第16-18页 |
| ·纳尺度流动体系仿生概念及研究进展 | 第18-19页 |
| ·水通道蛋白机理与抗旱作物水通道概述 | 第19-26页 |
| ·水通道蛋白的结构与分类 | 第19-21页 |
| ·水通道蛋白的功能 | 第21-23页 |
| ·植物水通道的门控机制 | 第23-26页 |
| ·受限水和界面水的奇特性质 | 第26-30页 |
| ·生命体系中的受限水 | 第26-27页 |
| ·纳米无机体系中的一维受限水 | 第27-28页 |
| ·界面水 | 第28-30页 |
| ·纳尺度振荡器研究概况 | 第30-31页 |
| ·本文的主要工作及研究意义 | 第31-32页 |
| 第二章 分子物理力学理论和模拟 | 第32-46页 |
| ·分子动力学模拟的基本原理 | 第32-33页 |
| ·分子力场的选择 | 第33-34页 |
| ·系综理论 | 第34-37页 |
| ·系综及其分类 | 第34-35页 |
| ·系综调节中的温度控制 | 第35-36页 |
| ·系综调节中的压力控制 | 第36-37页 |
| ·周期性边界条件 | 第37-40页 |
| ·PME 方法 | 第40-42页 |
| ·常用的模拟软件 | 第42页 |
| ·第一性原理计算方法介绍 | 第42-43页 |
| ·水分子模型 | 第43-46页 |
| ·水分子的结构 | 第43-44页 |
| ·不同力场下水分子的模型 | 第44-46页 |
| 第三章 具有生物水通道电荷结构的纳米管内水分子的输运研究 | 第46-62页 |
| 摘要 | 第46页 |
| ·研究背景概述 | 第46-47页 |
| ·常见的纳米通道 | 第47-50页 |
| ·纳米通道的设计和应用 | 第47-48页 |
| ·最流行的纳米通道——碳纳米管 | 第48-50页 |
| ·以水通道蛋白为原型的仿生建模计算 | 第50-52页 |
| ·仿生模型的建立 | 第50-51页 |
| ·模拟中的参数设置 | 第51-52页 |
| ·纳仿生体系中水分子的输运研究 | 第52-60页 |
| ·水分子的输运方向 | 第52-53页 |
| ·体系中的各种相互作用能及其对水分子输运的影响 | 第53-56页 |
| ·单链水分子的偶极取向 | 第56-57页 |
| ·单链水分子的氢键 | 第57-59页 |
| ·水分子流动的自由能分析 | 第59-60页 |
| ·本章小结 | 第60-62页 |
| 第四章 纳流动体系中的非对称驱动 | 第62-85页 |
| 摘要 | 第62页 |
| ·研究背景概述 | 第62页 |
| ·非对称结构的纳流动系统设计 | 第62-67页 |
| ·非对称结构纳米通道的设想和建模 | 第62-64页 |
| ·非对称结构驱动下水分子的输运行为研究 | 第64-66页 |
| ·单链水分子长度 | 第66-67页 |
| ·纳流动系统中的棘齿效应 | 第67-69页 |
| ·水通道蛋白及其变异结构的 MD 研究 | 第69-75页 |
| ·建模 | 第69-72页 |
| ·R197V 与 R197E | 第72-75页 |
| ·自由能梯度对水分子流动的影响 | 第75-78页 |
| ·非对称外场驱动下水分子的输运 | 第78-83页 |
| ·界面水的偶极取向和黏性 | 第78-82页 |
| ·外场强度对水分子输运的影响 | 第82-83页 |
| ·本章小结 | 第83-85页 |
| 第五章 碳纳米管中水分子的偶极自调节和自持振荡 | 第85-102页 |
| 摘要 | 第85页 |
| ·研究背景概述 | 第85-86页 |
| ·热涨落驱动的水分子链振荡 | 第86-88页 |
| ·模型的建立和模拟的设置 | 第86-87页 |
| ·水链振荡的驱动源 | 第87-88页 |
| ·与双壁碳管振荡器的比较 | 第88页 |
| ·单链水分子振荡的动力学研究 | 第88-93页 |
| ·单链水分子的轴向振荡特性 | 第88-89页 |
| ·速度互相关与自相关分析 | 第89-90页 |
| ·水分子的相互作用能分析 | 第90-91页 |
| ·水分子的偶极取向及自相关性讨论 | 第91-93页 |
| ·管径、手性对水链振荡的影响 | 第93-96页 |
| ·水链振荡的特征频率 | 第93-94页 |
| ·管径对水链振荡的影响 | 第94-95页 |
| ·手性对水链振荡的影响 | 第95-96页 |
| ·巧妙的间歇式振荡机制 | 第96页 |
| ·水链振荡持续时间的理论分析 | 第96页 |
| ·间歇式的振荡机制 | 第96页 |
| ·受限水分子的熵 | 第96-98页 |
| ·熵和熵变 | 第96-97页 |
| ·受限水分子在不同运动状态下的熵计算 | 第97-98页 |
| ·NVT 系综下模拟的水链振荡 | 第98页 |
| ·水链振荡的混沌模型 | 第98-101页 |
| ·本章小结 | 第101-102页 |
| 第六章 总结与展望 | 第102-104页 |
| ·全文总结 | 第102页 |
| ·本文工作创新点 | 第102-103页 |
| ·后续工作展望 | 第103-104页 |
| 参考文献 | 第104-121页 |
| 致谢 | 第121-123页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第123-124页 |