利用计算机模拟预测无机微孔晶体材料的结构

无机微孔晶体材料是工业上最重要的催化材料，在吸附、分离、主客体组装以及功能材料等方面有着广泛的应用。这类材料优异的性能与其独特的结构特点是密不可分的。如何根据实际功能的需求、对未知微孔晶体材料进行结构预测是实现定向合成这类材料的先决条件，具有重要的理论和实际意义。本项目在前期工作的基础上，结合多种计算机模拟技术，针对模拟中的几个难点，如计算量大、孔道结构产生效率低以及对被预测结构评价难等几个问题，通过对实验数据的引入，建立一套高效的产生具有特定孔道结构的预测方法，并进一步探索对相关晶体结构进行评价的途径，以保证预测结果的合理性。本项目不仅可以预测出具有特定孔道的假想微孔晶体结构，更为重要的是，将为以"分子工程学"为指导思想的定向合成提供理论基础。

无机微孔晶体材料是工业上最重要的催化材料，在吸附、分离、主客体组装以及功能材料等方面有着广泛的应用。本项目已无机微孔晶体材料为研究对象，包含四个主要的研究内容：（1）预测未知的微孔晶体结构；（2）微孔晶体结构的合理性评价；（3）建立并维护假想结构数据库；（4）利用计算机方法辅助微孔晶体材料的结构解析。我们按照研究计划进行了研究，取得了以下主要的研究成果：（1）建立了针对微孔晶体材料的高效的计算机结构预测方法，预测出大量合理的假想分子筛结构；（2）通过分子力学计算，研究了微孔晶体材料内的结构扭曲现象，通过引入过渡金属杂离子，有效地释放了结构中的张力，进而开发出一系列新颖的微孔晶体结构；（3）建立了针对假想分子筛晶体结构的网络数据库，实现了大量结构参数的计算与检索，并开发出在大量无机晶体结构中进行子结构检索的计算机方法；（4）开发了利用计算机模拟进行无机晶体材料结构解析的方法，这种方法具有快捷高效的特点，并且对实验数据的质量也没有太高的要求。我们所进行的这些研究基本涵盖了无机微孔晶体结构化学的主要的研究方向，达到了项目预期的研究目标，所取得的成果不仅有助于加强我们对无机微孔晶体材料的认识，更为重要的是为将来以"分子工程学"为指导思想的微孔晶体材料的定向合成提供理论基础。