本项目中我们改进了原有的密度泛函程序deMon,对DFT部分做了适当优化,并成功地将其移植到服务器上实现了大规模并行运算。在量子力学与经典分子力场结合(QM/MM)方面,我们实现了deMon与经典分子动力学软件CHARMM的结合,掌握了基于平面波基组的量化计算程序CPMD与分子动力学软件GROMACS相结合的方法。以此为基础,我们用量子化学、分子动力学以及QM/MM相结合的方法在生命科学领域以及含能材料领域进行了广泛研究,并取得了可喜的成果。例如,我们首次提出了转录因子在辅转录因子存在下与DNA相互作用的Tethered-Hopping模型;首先提出了T1脂肪酶催化机理的双盖子运动模型;首次用AIMD/MD方法研究了CYP450酶coupling/uncoupling反应的决定机制;利用第一性原理分子动力学模拟方法我们首次观察到了固体硝基甲烷分解反应的完整过程,将含能材料的研究推上了一个新的高度,是该领域的里程碑式的成果;β-HMX晶体、季戊四醇晶体等高压下的理论研究为今后该领域的研究奠定了基础。
英文主题词Computational Chemsty; Quantum mechanics/molecular mechanics; Catalytic and complex reaction; Mechanism of decomposition of high explosive materials