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【学在大工】张东辉院士做客“百川讲堂”从原子尺度揭示水的奥秘

2024-06-06

水之为物,惟明不浊。5月29日,中国科学院院士、物理化学家张东辉院士做客“百川讲堂”第248期暨物理学院“大珩讲坛”第19期,带来《从原子尺度揭示水的奥秘》主题讲座,介绍水的结构与反常特性,解析我国构造体相水势能面的研究进展。党委副书记、副校长张言军,校团委、物理学院教师代表,以及物理学院本研团支部青年、各院系百川会员们共计150余人在主楼第一报告厅聆听讲座。

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水与人类的关系密不可分,但迄今学者对水的本质了解仍然极其有限。自然科学的门类已经发展到数以千计,但以水为研究对象的学科却迟迟未能确立。讲座从现代水分子的研究方法和我国的水模拟成果两方面展开。张东辉以水的反常特性为引,结合传统水分子力场的发展,介绍了水分子结构的独特性和传统水分子研究的困难性。在多水分子的综合环境下,复杂的氢键网络、动态性质和微妙的相互作用,使得精确描述和模拟其行为变得极具挑战。

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随着机器学习水分子力场的发展,研究水分子模型的方式愈发增多。张东辉介绍了多种主流的研究方法,基于此展示了计算机发展对于实验的推动,并着重讲解了团队现有的水模拟研究成果。传统的水模拟方法往往难以准确描述水分子之间的复杂相互作用,张东辉院士团队利用机器学习成功将水的所有力场精确度提高了一个数量级以上,并通过构建一个高精度的势能面模型,达到了精确计算水分子之间的各种相互作用力,更加准确地模拟水分子行为的效果。

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作为地球上数量最多的分子型化合物,水的存在不足为奇却与人类发展息息相关。水是重大民生关切,更是物理、化学等多学科发展基础,是未来科学前沿,亟待研究突破。提问环节,张东辉就“水浸润现象的机理”“动力学模拟与神经网络的关系”等问题进行了细致回应。

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讲座最后,党委副书记、副校长张言军为张东辉颁发“百川讲堂”纪念牌,以表感谢。

来源:校团委
编辑:常思萌
审核:王增强