基于G-四鏈體模擬酶催化聚苯胺原位生成的研究及其應(yīng)用的開題報(bào)告

基于G-四鏈體模擬酶催化聚苯胺原位生成的研究及其應(yīng)用的開題報(bào)告一、選題背景聚苯胺作為一種重要的功能性材料，在電子、能源、環(huán)保等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的聚苯胺合成方法需要將苯胺和氧化劑在有機(jī)溶劑體系中反應(yīng)得到，反應(yīng)過程存在環(huán)境污染、劣化產(chǎn)物、成本高等問題。近年來，原位生成聚苯胺的方法逐漸受到關(guān)注，其中以酶催化反應(yīng)為代表的方法成為研究的熱點(diǎn)之一。目前，基于酶催化的聚苯胺原位合成方法的研究主要集中在尋找合適的酶催化劑、尋找催化機(jī)理等方面。在此背景下，本研究將運(yùn)用分子模擬技術(shù)，采用G-四鏈體模型，研究酶催化聚苯胺原位生成的催化機(jī)制，為探索新型酶催化劑及優(yōu)化反應(yīng)機(jī)理提供理論支持；同時(shí)，探究聚苯胺原位合成方法的應(yīng)用前景和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的問題，為其實(shí)際應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。二、研究內(nèi)容和方法1、研究內(nèi)容：（1）運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)模擬技術(shù)，建立G-四鏈體模型，研究不同環(huán)境條件下酶催化聚苯胺原位生成的催化機(jī)制；（2）通過能級(jí)分析和能量耗散分析等手段，揭示反應(yīng)過程的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)特征；（3）探究聚苯胺合成的反應(yīng)機(jī)制及其對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用的影響。2、研究方法：（1）利用杜伯尼-英格拉姆方法建立G-四鏈體模型，分析酶催化聚苯胺原位生成的反應(yīng)機(jī)理；（2）采用分子動(dòng)力學(xué)模擬技術(shù)，研究反應(yīng)中相對(duì)位置變化和鍵合過程；（3）通過能級(jí)分析、能量耗散分析等手段，探究酶催化聚苯胺合成反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)特征。三、研究意義和創(chuàng)新點(diǎn)1、研究意義：（1）為酶催化聚苯胺原位合成機(jī)制的探究提供理論支持和研究方法；（2）為新型酶催化劑的發(fā)掘和反應(yīng)機(jī)理的優(yōu)化提供指導(dǎo)；（3）探究聚苯胺合成反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)特征，為其應(yīng)用前景以及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供理論支持。2、研究創(chuàng)新點(diǎn)：（1）在酶催化聚苯胺原位合成的研究中，首次采用G-四鏈體模型進(jìn)行模擬，增強(qiáng)了模擬結(jié)果的可信度和科學(xué)性；（2）通過能量耗散分析等手段，對(duì)反應(yīng)過程的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)特征進(jìn)行了深入探究，揭示了反應(yīng)過程中的熱力學(xué)特征和機(jī)理。四、研究計(jì)劃和進(jìn)度1、研究計(jì)劃：（1）2019年10月至2020年6月：文獻(xiàn)調(diào)研、建模和模擬數(shù)據(jù)采集；（2）2020年7月至2020年12月：數(shù)據(jù)處理和分析、初步研究成果形成；（3）2021年1月至2021年6月：研究成果完善、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和論文撰寫；（4）2021年6月至2021年9月：論文修改和答辯。2、研究進(jìn)度：目前已完成文獻(xiàn)