CHAOS -- A Consistent Large-scale Database for Sigma-Profiles and Other Molecular Descriptors
本文介绍了名为 CHAOS 的大规模、内部一致且免费开放的数据库,该数据库基于统一的 wB97X-D/def2-TZVP 量子化学工作流,为 53,091 种分子提供了 sigma 分布曲线及其他多种量子化学描述符,显著扩展了现有公开数据规模,为分子与热力学性质的建模研究奠定了坚实基础。
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化学物理这一交叉领域探索着分子层面的物理规律,架起了化学变化与物理原理之间的桥梁。在这里,科学家通过理论模型和实验手段,深入理解原子如何结合、能量如何转化以及物质在微观尺度下的独特行为。
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以下是该领域近期在 arXiv 上发布的最新论文精选。
本文介绍了名为 CHAOS 的大规模、内部一致且免费开放的数据库,该数据库基于统一的 wB97X-D/def2-TZVP 量子化学工作流,为 53,091 种分子提供了 sigma 分布曲线及其他多种量子化学描述符,显著扩展了现有公开数据规模,为分子与热力学性质的建模研究奠定了坚实基础。
本文提出了一种结合密度泛函紧束缚方法与光 - 物质哈密顿量的并行化“即时”模拟方案(CavOTF),用于研究 Fabry-Pérot 腔内振动极化激元的动力学,并发现虽可用计算成本更低的 Mulliken 电荷替代 Born 电荷以获得定性准确的线性光谱,但该近似会导致非平衡过程(如能量传输或化学反应)中出现虚假加热,因此需谨慎应用。
该研究建立了一个理论模型,揭示了溶解氢的传输是限制液态有机氢载体(LOHC)脱氢性能的关键因素,阐明了气泡形成与扩散两种动力学机制及其受氢过饱和度和毛细作用控制的临界条件。
该研究提出了一种结合密度泛函理论、热化学模型、消息传递神经网络和贝叶斯优化的主动学习策略,成功构建了包含超 700 亿候选分子中筛选出的最大规模含能材料数据库及高泛化性预测模型,不仅实现了对爆轰性能的高精度预测(R² > 0.98),还揭示了氧平衡等关键特征对性能的主导作用,为新型含能材料的高效筛选与定向发现奠定了坚实基础。
该研究首次表征了新型奥氏体不锈钢 316plus(EN 1.4420)在液氢温区(77 K 和 20 K)的氢脆行为,发现尽管氢导致其延展性显著下降(约 40-50%)并在 20 K 下轻微抑制强度,但该材料仍保持了优于传统 316L 的低温强度及约 30% 的断面收缩率,展现出作为液氢储罐材料的潜力。
该研究通过实验模拟欧罗巴冰下环境,证实了二氧化碳可在冰和冻结盐水中以笼形水合物或非笼形形式稳定存在,但实验室光谱特征与詹姆斯·韦伯太空望远镜在欧罗巴表面观测到的数据不匹配,表明欧罗巴表面的内源性二氧化碳可能并非直接源自其地下海洋。
该研究利用漏出光谱技术记录了乙炔基阳离子(CCH)的宽带振动光谱,通过三态 diabatic 模型证实了与态之间存在极强的 Renner-Teller 及伪 Jahn-Teller 耦合效应,其耦合强度足以在零点振动下破坏该离子的振动电子结构。
该研究利用 PyBaMM 构建并参数化了一个电化学 - 热 - 退化耦合模型,通过系统分析 81 种不同工况(温度、倍率、静置荷电状态和放电深度)下的数据,成功预测了 NMC 锂离子电池在日历老化与循环老化共同作用下的容量衰减轨迹、剩余寿命及内部退化机制。
本文批判性地评估了混合参考自旋翻转含时密度泛函理论(MRSF-TDDFT)在光化学中的应用,指出其因牺牲部分单激发组态而遗漏关键构型,以及在三重态参考态性质突变时导致激发态能量不可靠和势能面不连续这两大局限,并提出了相应的诊断策略。
该论文通过拉普拉斯域中的弗雷德霍姆积分方程分析了圆盘电极的瞬态扩散限制电流,推导了长时渐近展开式并构建了帕德近似解析表达式,从而提供了一种比现有数值方法更紧凑、显式且适用于实验时间范围的解析工具。