GPU加速的聚合反应体系的大尺度模拟

报告人：孙桃林 教授，华南理工大学华南软物质科学与技术高等研究院

时间：9月25日（周三）14：30

地点：广州大学计算机实验楼709会议室

报告摘要：现代社会的可持续发展越来越依赖于高分子工业的发展，其基础是对各类聚合反应的精确合成与控制。由于表征技术的局限性，在传统实验中澄清聚合反应的微观机理且原位观察其动力学路径仍然很不容易。计算机模拟方法是在反应过程中捕捉体系局部细节的理想工具，因此可以反过来指导新型聚合物材料的制备。我们通过描述聚合物体系的化学细节，开发出了一个合适的粗粒化反应模型来模拟各类聚合反应的过程[1]。该模型已成功应用于几个典型的聚合反应体系：我们应用这个模型获得了不同曲率基底表面引发聚合过程的一般规则[2-4]。此外还开发了一种多尺度模拟策略来研究热固材料的网络结构的形成过程，例如环氧树脂体系[5]，苯乙烯大豆油交联材料[6]等。该模型也很容易用于研究聚合物中配体数量分布接枝纳米粒子体系[7]，以及研究聚合诱导自组装体系[8]和非共价相互作用的超分子聚合体系[9]等方面。为了进一步加快模拟效率，我们进一步开发了GPU加速的聚合反应模拟程序包SKIPS-GALAMOST[1]，从而可以模拟覆盖较大长度和时间尺度的典型反应性聚合物体系。

参考文献：

[1]  H. Liu, Y.-L. Zhu, Z.-Y. Lu and F. Müller-Plathe, J Comput Chem, 2016, 37, 2634-2646.

[2]  H. Liu, M. Li, Z. Y. Lu, Z. G. Zhang and C. C. Sun, Macromolecules, 2009, 42, 2863-2872.

[3]  H. Liu, Y. L. Zhu, J. Zhang, Z. Y. Lu and Z. Y. Sun, Acs Macro Lett, 2012, 1, 1249-1253.

[4]  Y.-H. Xue, Y.-L. Zhu, W. Quan, F.-H. Qu, C. Han, J.-T. Fan and H. Liu, Physical Chemistry Chemical Physics, 2013, 15, 15356-15364.

[5]  H. Liu, M. Li, Z. Y. Lu, Z. G. Zhang, C. C. Sun and T. Cui, Macromolecules, 2011, 44, 8650-8660.

[6]  B. Liu, D. Liu, Y.-H. Xue and H. Liu, Molecular Simulation, 2014, 40, 285-294.

[7]  H. Liu, H.-Y. Zhao, F. Müller-Plathe, H.-J. Qian, Z.-Y. Sun and Z.-Y. Lu, Macromolecules, 2018, DOI: 10.1021/acs.macromol.8b00309.

[8]   Y.-D. Yan, Y.-H. Xue, H.-Y. Zhao, H. Liu, Z.-Y. Lu and F.-L. Gu, Macromolecules, 2019, 52, 6169-6180.

[9]   J.-Y. Xing, Y.-H. Xue, Z.-Y. Lu and H. Liu, Macromolecules, 2019, 52, 6393-6404.

报告人简介：刘鸿，男，教授，博士生导师，德国洪堡学者。研究方向为功能高分子材料理论设计与模拟。提出了基于几率控制思想的粗粒化聚合反应模型及基于此模型的目前国际上唯一一个GPU 加速的粗粒化聚合反应模拟程序包SKIPS-GALAMOST（软件著作权号2017SR589069），效率比基于CPU计算的程序包普遍高出二个数量级。作为项目负责人曾主持国家自然科学基金面上项目两项，以及国家自然科学基金青年基金、中国博士后科学基金面上项目和特别资助、吉林省科技发展计划项目、吉林大学“优青培育计划”等项目。发表SCI论文70余篇，被他人正面引用300余次，其中以第一作者或通讯作者在Journal of Materials Chemistry A、Advanced Functional Material、Nanoscale、ACS Macro Letters、Macromolecules等期刊上发表SCI论文39篇。获德国洪堡基金（2015）、吉林省自然科学学术成果奖（2014）、吉林大学优秀博士后一等奖（2012）、吉林大学优秀毕业生（2010）、吉林大学化学学院首届杰出青年基金奖（2009）、香港求是奖学金（2008）等奖励。同时担任国家自然科学基金青年基金和面上项目的同行评议专家，以及JACS, Macromolecules等十余种杂志的特约审稿人。 学术经历： 2001-2005：吉林大学化学学院，本科； 2005-2010：吉林大学理论化学研究所，博士（导师：孙家钟，吕中元）； 2010-2018：吉林大学理论化学研究所，讲师、副教授； 2018-现在：华南师范大学化学学院，教授，引进高层次人才“青年拔尖人才支持计划”。 其中： 2011.3-2013.10：吉林大学超硬材料国家重点实验室，师资博士后（合作导师：崔田）； 2015.5-2016.8：德国达姆施塔特工业大学化学系，洪堡学者（合作导师：Florian Müller-Plathe教授）