2010年,首例“汪克爾”分子馬達B^-₁₉團簇的發(fā)現(xiàn)揭開了硼基團簇分子機器的研究序幕,隨后設(shè)計、合成、表征具有動力學流變性的硼基團簇受到相關(guān)領(lǐng)域研究人員的密切關(guān)注。本論文在文獻報道的Mg₂B₈納米團簇“指南儀”研究基礎(chǔ)上,通過對部件（指針、表盤）改造,理論設(shè)計了系列新型硼合金納米團簇“指南儀”M₂B₇^-（M=Zn,Cd）及Mg₂BeB₈;通過引入過渡金屬鎢原子,降低了B₁₀團簇內(nèi)外環(huán)間的轉(zhuǎn)動勢壘,設(shè)計了新型硼合金汪克爾分子馬達WB₁₀。在理性設(shè)計基礎(chǔ)上,本論文運用密度泛函理論（density functional theory,DFT）系統(tǒng)研究了這些新穎納米團簇的幾何結(jié)構(gòu)、化學成鍵、芳香性及動力學流變性,相關(guān)結(jié)果進一步豐富、拓展了硼基團簇分子機器研究領(lǐng)域。本論文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:1.二元硼合金納米“指南儀”M₂B

【文章來源】：山西大學山西省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

B19-團簇的全局極小結(jié)構(gòu)（1）和過渡態(tài)結(jié)構(gòu)（2）[55]

arrinelloMD模擬證明上述結(jié)構(gòu)并不是它的全局極小結(jié)構(gòu)，認為真正的GM應(yīng)該是三維的并具有C3v對稱性的結(jié)構(gòu)[59]。1994年，Boustini預(yù)測GM結(jié)構(gòu)由三個相鄰的六角方錐組成的準平面結(jié)構(gòu)[35]。1996年，Ricca和Bauschlicher在B3LYP/6-31G*水平上報道了B13+團簇真正的基態(tài)結(jié)構(gòu)，即B10外環(huán)圍繞著B3內(nèi)核并且是一個具有C2v對稱性的平面結(jié)構(gòu)[46]。1998年，Schleyer課題組證明了Ricca和Bauschlicher的結(jié)論，理論確定了B13+團簇GM結(jié)構(gòu)[60]，如圖1.2所示。BOMD模擬揭示B13+團簇為汪克爾分子馬達，外圍B10環(huán)在室溫下即可繞著B3內(nèi)核自由旋轉(zhuǎn)。圖1.2B13+團簇的全局極小結(jié)構(gòu)GM(1)與過渡態(tài)結(jié)構(gòu)TS(2)[57]Fig1.2Structureoftheglobalminimum(1)ofB13+clusterandthetransitionstate(2)[57].2015年，王迎進等人理論研究了拉長的準平面B11-和B11團簇的結(jié)構(gòu)特征和動力學性質(zhì)[61]，全局極小結(jié)構(gòu)中B2核被外圍的B9環(huán)所包圍。動力學模擬顯示，在室溫下，B11-和B11團簇的外圍B9環(huán)像一條流動的鏈條圍繞著B2單元自由旋轉(zhuǎn)，像前進的坦克履帶。之后，他們又發(fā)現(xiàn)了“雙引擎”的亞納米坦克履帶B15+團簇[62]。在高溫500K時，B15+團簇具有動力學流變性，外圍B11環(huán)圍繞B4內(nèi)核進行自如轉(zhuǎn)動。頻率分析表明B15+團簇擁有兩個振動軟模，相當于內(nèi)置“雙引擎”，

圖1.3雙重流變的Be6B11-團簇[68]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]硼碳團簇BnC2（n=1～6）的理論研究[J]. 王若曦,張冬菊,朱榮秀,劉成卜.  化學學報. 2007(19)
[2]團簇物理的新進展（Ⅰ）[J]. 王廣厚.  物理學進展. 1994(02)



本文編號：3328246