微量水对C4F7N/CO2/O2混合气体热分解特性的影响机理（湖北工业大学）
C4F7N/CO2/O2 三元气体混合物具有优异的环境和绝缘性能，已成为 SF6 最有前景的替代品之一，并在全球电力系统中得到了初步应用。目前，关于设备中 C4F7N/CO2/O2 在微含水量下长期运行的稳定性研究有限。本研究使用 ReaxFF 力场进行反应分子动力学模拟，在微观水平上研究水（高达 2%）对 C4F7N/CO2/O2 热分解特性的影响。此外，还进行了 C4F7N/CO2/O2 在不同微水浓度下的热分解实验，以分析分解产物与微水含量之间的关系。
当微水浓度低于 1.6% 时，H2O 促进 O 自由基的产生，增加 C4F7N 的分解。然而，随着 H2O 浓度的进一步增加，大量产生的 OH 自由基消耗 O 自由基，抑制 C4F7N 的主要分解反应。实验结果表明，气体混合物的主要热分解产物是CF4、C3F8、C3F6、C2F6 和 CHF3。本研究的结果，为提高 C4F7N/CO2/O2 绝缘设备在长期工程应用中的可靠性提供了理论支持和技术基础。
- Mechanism of the Effect of Micro-Water on the Thermal Decomposition Characteristics of C4F7N/CO2/O2 Gas Mixture, F. Ye et al., IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, DOI: 10.1109/TDEI.2024.3496839
基于机器学习势的煤燃烧反应过程及含氧官能团产物的分子动力学模拟（辽宁工程技术大学）
含氧官能团是煤自燃的主要热源，但其复杂的反应途径和微观机制尚不清楚。在这项研究中，使用机器学习势（Machine Learning Potential）对具有四个含氧官能团的复合燃烧反应模型系统，进行了分子动力学模拟。结果表明，这四个含氧官能团在燃烧反应体系中的稳定性顺序如下：OH<COOH<C-O<C=O。这些模拟结果与原位 FTIR 实验结果一致，从而验证了机器学习势的准确性。
值得注意的是，‒C‒O 的二氧化碳转化率最高（58.57%），‒COOH 显示出 H2O 转化率的最高趋势（45.00%）；-OH 的 CO 转化率最高（59.17%）。涉及含氧官能团的氧化燃烧反应途径的本质，在于氧化脱氢效应引起的热量积聚。
- Molecular dynamics simulation of combustion reaction process and products of oxygen-containing functional groups in coal based on Machine Learning Potential, Thermochimica Acta, 2024, Volume 742, 179891
基于ReaxFF分子动力学模拟的2-甲基呋喃高温热解烟尘形成机理（安徽工业大学）
本研究利用反应力场分子动力学（ReaxFF MD）模拟，研究了2-甲基呋喃（2-MF）高温热解下烟尘形成的详细机理。MD 分析表明，2-MF 经历环裂解和 CO/HCO/CH2CO/CH3CO 的去除，导致 C2-C4 物种的产生，促进初始环分子的形成。自由基链式反应（CHRCR）机制，对碳氢化合物的聚集，在多环芳烃（PAHs）和初始烟尘颗粒的质量增长中起着重要作用。这一过程的主要贡献者是 C2H2 和 C3 和 C4 共振稳定自由基。H-abstract-C2H2-addition（HACA）机制，在一定程度上对多环芳烃和初始烟尘表面活性位点的形成很重要。此外，还比较了 2,5-二甲基呋喃（25DMF）和 2-MF 的烟尘形成能力。在相同的模拟条件下，25DMF 表现出更高的形成烟尘的能力。与 2-MF 相比，25DMF 在初始阶段热解形成更多的含环物种，特别是环戊二烯及其衍生物。这些化合物具有促进多环芳烃形成的能力，从而为基于实验的理论提供了进一步的支持。
- Formation mechanism of soot in pyrolysis of 2-methylfuran under high temperature based on ReaxFF molecular dynamics simulation, Xinzhe Zhang, Weikang Han, Yuyang Zhang, Dongting Zhan, Zixiao Qi, Juan Wang, Wenlong Dong, Huaqiang Chu, Journal of the Energy Institute, 2025, Volume 118, 101879
苯甲醚的烟尘形成和层流燃烧特性：ReaxFF MD模拟和动力学分析（安徽工业大学）
生物质能源的应用是实现碳中和和应对全球变暖的重要途径之一，对含氧燃料苯甲醚燃烧机理的研究有助于生物燃料的大规模应用。本研究分别通过反应力场分子动力学（ReaxFF MD），模拟分析了苯甲醚的烟尘形成和层流燃烧特性。ReaxFF MD 模拟研究表明，苯甲醚燃烧的烟尘形成分为三个阶段，即：阶段 1（0-1ns）、阶段 2（1-2.5ns）和阶段 3（2.5-6ns）。这三个阶段分别代表燃料的热解、烟尘的发展阶段和烟尘的石墨化阶段。
在苯甲醚燃烧过程中，烟尘形成的主要机制如下：H-abstraction-C2H2-addition、carbon-addition-hydrogen-addition、内环形成和长碳链连接。炭黑石墨化的形成表现出不同的形态行为：从片状到洋葱状，再到支链较少的球形。通过对苯甲醚层流燃烧特性的研究，可以发现层流燃烧速度随着温度的升高而增加，而随着压力的增加则呈现出相反的趋势。主要烟尘前体萘的敏感系数表明，烟尘形成的主要促进反应是 R5 (O2 + H < = > O + OH), R36 (CO + OH < = > CO2 + H)。
- Soot formation and laminar combustion characteristics of anisole: ReaxFF MD simulation and kinetic analysis, Carb Neutrality, 2024, 3, 34, DOI: 10.1007/s43979-024-00107-6
一种简易的葵花果胶凝胶泡沫用于液体燃料灭火，ReaxFF表征其增炭能力（香港理工大学）
作者合成了一种具有优异热稳定性和耐火性能的生物质灭火凝胶泡沫（FSGF），以提高发泡剂对液体燃料火灾的阻燃性。以水成膜泡沫（AFFF）为基准，对 FSGF 的泡沫综合指数、微观结构、热稳定性、耐火性和灭火性能进行了测试。随后，对 FSGF 进行了反应力场（ReaxFF）分子动力学（MD）模拟，以研究其热动力学性质。
根据实验结果，在 FSGF 的外膜上发现了一个孔隙层，这增强了泡沫的热稳定性。泡沫的胶凝机制是形成O-Ca-O键。通过 MD 模拟发现，当沉积在燃料表面时，残留的氧化钙/氢氧化物物种会促进炭的形成，因为它们通过脱水捕获 H/O 原子。或者，由于较低的重量损失率和较长的坍塌时间，泡沫显示出比 AFFF 更好的热稳定性。灭火性能测试表明，FSGF 的灭火时间和阻力时间分别为 72 秒和 801 秒，显示出抑制储罐火灾复燃的巨大潜力。
- A facile sunflower pectin gel foam for liquid fuel fire suppression with ReaxFF characterisation on its char-enhancing ability, Chang Tian, Anthony Chun Yin Yuen, Jinlong Zhao, Timothy Bo Yuan Chen, Qian Chen, Ivan Miguel De Cachinho Cordeiro, Carbohydrate Polymers, 2025, Volume 348, Part B, 15, 122888