辛辛那提大学的迈克尔·米勒 加州大学学生安德鲁·艾森哈特使用量子模拟来理解一种对绿色能源有希望的通用溶剂
信用:科琳凯利/加州大学创意 为了了解工业溶剂的基本性质，辛辛那提大学的化学家求助于超级计算机
加州大学化学教授兼系主任托马斯·贝克和加州大学研究生安德鲁·艾森哈特进行了量子模拟，以了解甘油碳酸酯，一种用于生物柴油和作为普通溶剂的化合物
他们发现，模拟提供了氢键的细节，决定了液体的结构和动力学性质，这是经典模型所没有的
这项研究发表在《物理化学杂志》上
甘油碳酸酯可能是电池等产品的更环保的化学溶剂
但是化学家必须更多地了解这些溶液中发生了什么
他们研究了氟化钾和氯化钾的混合物
艾森哈特说:“我们所做的研究让我们对分子结构的微小变化如何对整个溶剂产生更大的影响有了一个基本的了解。”
“这些微小的变化是如何与离子等非常重要的物质相互作用，并对电池性能等产生影响的
" 水似乎是一种简单的溶剂，任何在咖啡中搅拌过糖的人都可以证明这一点
加州大学学生安德鲁·艾森哈特(左)和加州大学化学系系主任托马斯·贝克合作进行了一项甘油碳酸酯的研究
信用:科琳凯利/加州大学创意 “人们研究水已经有几百年了——伽利略研究了水中漂浮的起源
贝克说:“即使进行了所有这些研究，我们也没有完全了解水中的相互作用。”
“这很神奇，因为它是一个简单的分子，但行为却很复杂
" 为了进行量子模拟，化学家们求助于加州大学的高级研究计算中心和俄亥俄州超级计算机中心
量子模拟提供了一种工具来帮助化学家更好地理解原子尺度上的相互作用
“量子模拟已经存在了很长时间，”艾森哈特说
“但最近不断发展的硬件——如图形处理单元及其应用于这些问题时的加速——创造了研究比过去更大系统的能力
" “与水相比，离子是如何溶解在这种液体中的？贝克说:“首先，我们必须了解液体的基本结构
这项研究由国家科学基金会资助
每个锂离子电池都含有一种溶剂
找到一个更好的可以提高能量储存和效率
“世界正朝着可持续发展的方向前进
很明显，风能和太阳能以及其他绿色能源将是两大贡献者，”贝克说
“但是产生的能量是间歇性的
因此，你需要大规模储能的方法，这样，如果连续两天阴天，一个城市就能保持运转
"
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