中文摘要：

氢键在生化反应过程中起着非常重要的作用。基于前期实验观测到的微波可以引起生物模型分子体系氢键的参量如氢键能、弛豫时间以及氢键寿命等发生变化，另辟蹊径的提出从氢键动力学入手研究微波场下生物体系的氢键与微波参数，如介电常数和电导率之间的相关性；在恒温条件，选取简单的具有生命特质和代表性模型分子体系作为研究对象，有效降低系统复杂度，并将微观特性通过相关宏观参数测量来提高实验重复性，为微波生物效应实验和理论提供依据。（1）用量子化学从头计算法和分子动力学模拟恒温条件下的微波与分子体系氢键的相互作用、氢键参数的变化可能导致的生物模型分子体系宏观微波参数的变化，并进一步讨论氢键与功率和频率的相关性。（2）通过精心构思的恒温对比实验，结合多物理场数值计算扣除因微波加热导致分子体系温升对测量结果的影响，验证微波场作用下生物模型分子体系中氢键参量与微波参数的关系。

结论摘要：

氢键在生化反应过程中起着非常重要的作用，但微波与氢键的相互作用仍不清楚。本项目选取简单的具有生命特质和代表性模型分子体系如ATP、AMP和DMAC/DMF/NMP水溶液，盐溶液、DMSO-NaCl混合溶液、尿素水溶液和多种极性小分子作为研究对象，有效降低了系统复杂度，提高了实验重复性。利用分子动力学、太赫兹光谱、密度泛函理论等方法对生物模型分子体系的氢键分布、氢键寿命等与生化反应密切相关的分子动力学的相互作用关系进行了深入调查，研究了氢键动力学对生物模型分子介电系数的贡献及其分子层面的机理和微波通过氢键对分子团簇协同相互作用、结构特性、传输特性以及反应活化能影响的规律。首次提出了一种新的温度和频率相关的介电常数预测方程，为评估宽频率带宽下的温度相关的损耗因素提供了方法。通过本项目对微波和生物模型分子系统相互作用的特点和规律的研究，获取了碳链数、羟基数及其排布方式相关的氢键能等信息，进一步揭示了微波对离子水壳层的作用超越第1水壳层的现象。同时，对电解质溶液中氢键之间的协同作用和偶极子网状交互作用的结构的研究，为解决电磁场与非线性、非平衡系统中相互作用过程的能量吸收分布方式等问题具有重要的科学意义。本项目已发表论文20篇，其中SCI 检索19篇，EI检索1篇；参加国际会议2次。