ADF Highlight：仿生高容量吩嗪基阳极的水系有机氧化还原液流电池（Nature Energy, 2018)

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文献资料： Aaron Hollas, Xiaoliang Wei, Vijayakumar Murugesan, Zimin Nie, Bin Li, David Reed, Jun Liu, Vincent Sprenkle & Wei Wang, A biomimetic high-capacity phenazine-based anolyte for aqueous organic redox flow batteries, Nature Energy, 3, 508–514 (2018) 水溶性有机(ASO)氧化还原活性材料，作为氧化还原液流电池(RFB)中传统过渡金属离子的替代品，近期备受关注。然而ASO可逆容量往往显著低于报道的理论最大值。本文中报道了一种吩嗪基ASO化合物，可逆容量超过其理论值的90%！通过修改吩嗪结构，使吩嗪的溶解度，相对原始吩嗪提高了1.8 M，氧化还原电位抬升超过400 mV。在接近饱和浓度下，RFB操作电压可达1.4 V,可逆阳极电解液容量为67 Ah L-1，500次循环中的每次循环的容量保持率为99.98%。   DFT计算细节：使用软件版本ADF2017，色散修正杂化泛函B3LYP-D3，AUG > ATZ2P基组（Frozen Core：none）。溶剂化方面：使用COSMO溶剂化模型，使用水作为溶剂计算溶剂化能。

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ADF Highlight：二维传感材料检测甲醛的机理研究（J Mol Model, 2018）

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文献资料： Yaping Wang, Zhengyan Zhao, Guanglan Li, Yang Yan, Ce Hao, A 2D covalent organic framework as a sensor for detecting formaldehyde,  Journal of Molecular Modeling (2018) 24:153 甲醛是主要的室内污染源，大连理工大学郝策课题组使用DFT以及TDDFT研究了COF(Covalent Organic Framework) 识别甲醛的机理。分子结构、红外光谱、氢键相关质子的1H-NMR化学位移以及电子跃迁能的计算结果表明，COF与甲醛分子形成的分叉结构的氢键，在S1激发态中被增强，并且对COF的发光不利。进一步计算荧光速率常数，同样表明S1激发态中增强的氢键本身，对COF的发光产生明显的削弱现象。 本文采用的分析方法，与定量结果定性结合，表明COF用作甲醛检测传感器的可能性。

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ADF Highlight：双膦固定Au团簇的手性光学活性研究（J. Phys. Chem. C, 2018）

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文献资料： Natalia V. Karimova and Christine M. Aikens, Chiroptical Activity in BINAP- and DIOP-Stabilized Octa- and Undecagold Clusters,  J. Phys. Chem. C, 2018, 122 (20), pp 11051–11065. Natalia V. Karimova、Christine M. Aikens通过TDDFT计算，对膦固定金团簇[Au11X4Cl2]+与[Au8X3(PPh3)2]2+(X = DIOP, BINAP)的手性光学活性来源，以及配体的作用进行了深入研究。 为了降低计算时间消耗，使用小的模型配体代替原始的BINAP和DIOP配体，分别计算了真空中以及氯仿溶液中的光吸收以及CD谱（如上图所示），与实验数据一致。配体导致Au核心的形变，以及配体本身的性质，对体系的手性光学活性至关重要。 另外，配体的连接方式决定了Au核心的形状，配体本身基本决定了CD谱中的高能区域，而Au核心决定了CD谱在低能量区域（波长大于350nm）的形状和正负号。

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ADF Highlight：相对论DFT计算解释SO-HALA NMR化学位移在元素周期表中的变化趋势（JCTC, 2018）

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文献资料： Jan Vícha, Stanislav Komorovsky, Michal Repisky, Radek Marek, and Michal Straka, Relativistic Spin–Orbit Heavy Atom on the Light Atom NMR Chemical Shifts: General Trends Across the Periodic Table Explained, J. Chem. Theory Comput. 2018. 名词： SO-HALA ＝ Spin-Orbit Heavy Atom on the Light Atom   本文通过研究，发现并阐明了SO-HALA效应对NMR化学位移影响的大小和方向，在电子结构水平上的原理与机制。简而言之：重原子中，部分占据的价层导致对轻原子相对论性”屏蔽”；重原子的空价层导致相对论性“去屏蔽”。 因此，在5d2～5d8、6p4 重原子氢化物中，轻原子核被“屏蔽”；4f0、5d0、6s0、6p0重原子氢化物中，轻原子被“去屏蔽”。这样解释了第六周期元素的氢化物中，1H NMR化学位移的周期性趋势，并适用于整个元素周期表，也可以推广到非氢化物的轻原子。 另外，SO-HALA NMR化学位移与SO-EDD（Spin-Orbit-induced Electron Deformation Density），也就是旋轨耦合导致的电子密度的变化有关。就轻原子核处，电子密度耗尽/集中而言，SO-HALA提供了更直观的理解图像。 从此，SO-HALA NMR化学位移这个复杂问题，能够被更广泛对化学工作者所理解。 高级教程： relativistic NMR calculations […]

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ReaxFF新功能：模拟、分析表面反应

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从AMS 2018起，ReaxFF有了一个重要的新功能：检测表面吸附的化学反应，甚至可以区分不同的吸附类型。 例如水分子吸附在铝表面的模拟，模拟完毕后，在Movie > Properties > Molecule Fractions，勾选对应的吸附结构，即可以显示如下： 可以看到三个物种的数量变化：Al、H2O分子、吸附状态的水分子H2O(ads)。 吸附状态的分子，通过(ads)缀加的位置，可以得知是哪个原子与表面形成吸附键。例如H2O(ads)表示水分子的O原子与表面形成吸附键。 下图是另外两个例子： 该功能的使用： 只需在常规分子动力学模拟参数的基础上增加如下设置： 1，将surface的所有原子，设置为一个region，创建region的操作，参考：如何创建分区 2，ADFinput > Properties > Adsorption analysis > Support 选择该Region

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计算化学应用基础与ADF软件入门培训（2018年南京站）

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ADF与众多计算化学软件相比，在重元素与过渡金属体系、分子或分子碎片间相互作用研究（能量分解、成键分析、电荷转移、载流子迁移率）、发光材料系间窜跃、荧光磷光寿命、非线性光学等方面，具有独特的优势。 另外： 支持各种常见光谱，例如核磁共振、紫外可见吸收、荧光磷光发射、拉曼、表面增强拉曼、X射线吸收、f→d电子激发、电子自旋共振、电子圆二色谱等的计算。 反应分子动力学模拟方面，在力场更新速度、分析工具、模拟各种特殊模型等方面，具有独特优势。 人性化、智能化的图形化操作界面，让计算化学新入门的工作者，也能轻易掌握。 培训时间： 2018年6月2日-3日 上午9:00-12:00 下午14:00-18:00 培训地点： 南京工业大学江浦校区仁智楼323 培训费用： 免费（食宿交通费用自理） 人数限制： 50人 主讲人介绍： 刘俊，ADF软件中国区技术支持。毕业于北京大学化学与分子工程学院。熟悉计算化学理论以及密度泛函理论的程序化，曾专门赴荷兰ADF开发组专门学习交流。 培训方式： 讲解与操作充分结合，确保每一位学员，掌握学习内容。 培训内容： 一   ADF基本操作 二   密度泛函计算 密度泛函基本理论与计算数据的对应 ADF模块（分子体系DFT计算）参数详解：泛函、相对论、基组、冻芯、积分精度等 案例练习  相互作用研究： 能量分解的理论与概念：泡利排斥、静电作用、轨道相互作用 案例练习 成键分析的理论与概念：ETS-NOCV方法研究化学键形成 案例练习 分子间载流子迁移率理论（Marcus Hopping rate与NEGF的区别) 案例练习 势能面扫描（限制性结构优化） 案例练习 过渡态搜索与内反应路径 案例练习 红外光谱的计算 案例练习 重元素与过渡金属体系计算： 相对论理论与物理图像：ZORA与X2C方法 相对论的参数设置 相对论、自旋轨道耦合矩阵元（SOCME）与磷光 案例练习 荧光、磷光辐射跃迁寿命（系间窜跃与非辐射跃迁寿命，请关注费米科技公众号，获取后续高阶培训班信息） 案例练习 紫外／可见吸收光谱与激发态物理图像 案例练习 激发态结构优化 案例练习 激发态频率计算 案例练习 […]

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计算化学应用基础与ADF软件入门培训（2018年西安站）

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ADF与众多计算化学软件相比，在重元素与过渡金属体系、分子或分子碎片间相互作用研究（能量分解、成键分析、电荷转移、载流子迁移率）、发光材料系间窜跃、荧光磷光寿命、非线性光学等方面，具有独特的优势。 另外： 支持各种常见光谱，例如核磁共振、紫外可见吸收、荧光磷光发射、拉曼、表面增强拉曼、X射线吸收、f→d电子激发、电子自旋共振、电子圆二色谱等的计算。 反应分子动力学模拟方面，在力场更新速度、分析工具、模拟各种特殊模型等方面，具有独特优势。 人性化、智能化的图形化操作界面，让计算化学新入门的工作者，也能轻易掌握。 培训时间： 2018年5月25日-26日 上午9:00-12:00 下午13:30-18:00 培训地点： 西安市长安区学府大道1号西北大学长安校区化学与材料科学学院220室 培训费用： 免费（食宿交通费用自理） 人数限制： 50人 主讲人介绍： 刘俊，ADF软件中国区技术支持。毕业于北京大学化学与分子工程学院。熟悉计算化学理论以及密度泛函理论的程序化，曾专门赴荷兰ADF开发组专门学习交流。 培训方式： 讲解与操作充分结合，确保每一位学员，掌握学习内容。 培训内容： 一   ADF基本操作 二   密度泛函计算 密度泛函基本理论与计算数据的对应 ADF模块（分子体系DFT计算）参数详解：泛函、相对论、基组、冻芯、积分精度等 案例练习  相互作用研究： 能量分解的理论与概念：泡利排斥、静电作用、轨道相互作用 案例练习 成键分析的理论与概念：ETS-NOCV方法研究化学键形成 案例练习 分子间载流子迁移率理论（Marcus Hopping rate与NEGF的区别) 案例练习 势能面扫描（限制性结构优化） 案例练习 过渡态搜索与内反应路径 案例练习 红外光谱的计算 案例练习 重元素与过渡金属体系计算： 相对论理论与物理图像：ZORA与X2C方法 相对论的参数设置 相对论、自旋轨道耦合矩阵元（SOCME）与磷光 案例练习 荧光、磷光辐射跃迁寿命（系间窜跃与非辐射跃迁寿命，请关注费米科技公众号，获取后续高阶培训班信息） 案例练习 紫外／可见吸收光谱与激发态物理图像 案例练习 激发态结构优化 案例练习 激发态频率计算 案例练习 […]

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文献重现：ReaxFF计算环氧聚合物的力学性质（杨氏模量、屈服点、泊松比）

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参考文献 Radue, Jensen, Gowtham, Klimek-McDonald, King and Odegard, J. Polym. Sci. B, 56, 255-264 (2018) 注意： 本功能要求软件版本号≥ADF2017.213，最新开发版下载（点击） 本案例较为耗时，16核并行计算，约1天内完成。 本文分子结构由Matthew S. Radue提供，这种纠缠交叉结构，可以通过2017版中尚未发布的一个新功能生成。分子结构下载（点击） 中文教程：ADF Modeling Suit知识库（请点击）

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ADF Highlight：色散力强烈影响有机光伏材料的光致电荷分离（ J.Phys. Chem. C，2017）

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参考文献： Juan Pablo Martínez, Daniel Eduardo Trujillo-González, Andreas W. Götz, Fray L. Castillo-Alvarado, and Juan I. Rodríguez, Effects of Dispersion Forces on Structure and Photoinduced Charge Separation in Organic Photovoltaics, J.Phys. Chem. C 121(37), 20134-20140 (2017). 本文使用DFT-D3、TDDFT-CAMYB3LYP研究了P3HT/PCBM 二聚体的分子结构、电荷分离（Charge Separation，CS）。 研究表明，确定二聚体稳定结构时，适当考虑范德华力，对CS速率常数的影响高达3个数量级。P3HT以U形结构包裹PCBM，使得色散力（吸引作用）最大化。

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COSMO-RS Highlight：使用更准确的COSMO-RS新参数模拟二氧化碳在离子液体中溶解度（Green Energy & Environment, 2018）

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参考文献： Jingli Han, Chengna Dai, Gangqiang Yu and Zhigang Lei, Parameterization of COSMO-RS model for ionic liquids, Green Energy & Environment (2018). 北京化工大学雷志刚教授同合作者近期在Green Energy & Environment发表了重新优化的离子液体的COSMO-RS参数。训练集扩大到2283种无限稀释活度系数数据，以及文献中收集的1433种CO2溶解度数据。 作者使用这些拟合参数预测低温下（<273.2K）CO2在纯离子液体中的溶解度，以及在一定温度、压力范围内CO2在混合离子液体中的溶解度。 在ADF的COSMO-RS模块图形界面，用户可以直接修改（Method > Parameters）能量常数a’，氢键系数c_hb，有效接触面积a_eff： 用户可以在ionic liquids COSMO-RS教程中学习使用这些新参数。  

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  • 突破传统：单离子源策略实现铁(I)配合物的温和高效合成研究背景 寻找对现有试剂的低成本、低毒的替代品，一直是均相催化领域的核心诉求。近年来，利用地壳富含的铁元素构建催化剂来取代昂贵且不可持续的贵金属元素，已成为该领域的研究热点。其中，一价铁（Fe(I)）分子配合物更是在诸多工业催化反应中展现出优异的催化性能。然而，性能优势的背后暗藏不可忽视的瓶颈。与第9、10族贵金属催化剂不同，低价铁面临着一个致命缺陷——缺乏化学性质稳定的起始物料。传统合成方法只能高度依赖钾石墨（KC8）或格氏试剂（RMgX）等强还原剂，对二价或三价铁前驱体进行原位还原。这不仅导致催化体系结构不明确，还极大地限制了反应的官能团兼容性。尽管此前学界曾尝试通过氧化铁羰基化合物或高价铁化合物还原法制备双夹心铁芳烃配合物，但往往因发生歧化反应难以分离得到纯净产物，最终功亏一篑。针对这一痛点，Oliver P. E. Townrow 等人在国际顶尖化学期刊 JACS 上给出了破局之法，课题组成功开发出一种在固态下对空气稳定的单核一价铁夹心配合物 [Fe(durene)2]+（durene = [...]
  • 基于密度泛函的磷酸钠化学蓄热材料失效机理研究研究背景 磷酸钠水合物是建筑环境中极具前景的蓄热材料。在蓄热过程中，该材料可能发生水解反应，导致材料变性，从而限制其工程应用。基于复合改性的循环实验室探究，本团队已经突破了材料的百次循环可用性，但依旧存在少部分磷酸钠活性组分水解失效的发生。了解并限制磷酸钠水合物的水解反应成为了工业应用研究的重点。然而，在跨季节蓄热系统的工作条件下，关于水解反应的可能性及其与脱水反应的竞争关系，在蓄热系统中的相关信息仍不明晰。因此，通过理论计算，可从本质上解释磷酸钠蓄热材料在跨季节蓄热领域下随温度，压力工况变化的水解/脱水反应偏好行为。 研究内容 中国科学院广州能源研究所黄宏宇研究员和新加坡南洋理工大学 Fei Duan 教授课题组合作，采用密度泛函计算结合热力学分析的方法，系统研究了不同水合数（n=0-12）的磷酸钠水合物的分子结构，以确定其稳定构型。此外，计算了磷酸钠及其水合物的频率谱，进而用于计算蓄热过程中吉布斯自由能变，以获得脱水反应和水解反应的 P-T 图，并最终明确了磷酸钠水合物的微观失效机理。该研究结果为可为预防和消除磷酸钠热化学蓄热材料在跨季节蓄热领域应用中的失效问题提供了有利的理论依据。 图1. [...]
  • AMS2026 发布AMS2026 现已发布，带来了机器学习势、模拟工作流程及易用性方面的强大新进展。凭借更广泛的化学覆盖范围和更优的性能，开展自动化、可重复的研究比以往任何时候都更加便捷。立即升级，亲身体验其卓越表现。 机器学习势 新模型系列（eSEN、MACE、UMA等）基于大规模数据集训练，在提升机器学习势能的效率与精度的同时，进一步拓展了其适用范围。 扩展的覆盖范围包括： 带电及磁性分子 生物分子与聚合物 金属配合物与催化界面 金属有机框架材料与分子晶体 无机材料 [...]
  • 首例稳定低价态铟氢化物：合成瓶颈的突破与亲核反应性得的探索导语 较重主族元素的低氧化态氢化物因极度不稳定而长期被视为“难以捉摸”的研究难题，然而，Oriol Planas 教授团队近期在《Journal of the American Chemical Society》发表的题为《A Crystalline [...]

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