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Molecular Dynamics Simulation of Cellulose I-Ethylenediamine Complex Crystal Models.
The Journal of Physical Chemistry B ( IF 2.8 ) Pub Date : 2019-12-23 , DOI: 10.1021/acs.jpcb.9b08153 Takuya Uto 1, 2 , Meguru Minamizaki 2 , Toshifumi Yui 2
The Journal of Physical Chemistry B ( IF 2.8 ) Pub Date : 2019-12-23 , DOI: 10.1021/acs.jpcb.9b08153 Takuya Uto 1, 2 , Meguru Minamizaki 2 , Toshifumi Yui 2
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Cellulose I fibrils swell on exposure to ethylenediamine (EDA), which forms the cellulose I-EDA complex. These are regarded as host materials with guest intercalation. The present study reports molecular dynamics (MD) simulations of cellulose I-EDA crystal models with finite fiber to reproduce desorption of EDA molecules. The force field parameters for EDA were improved. Part of the EDA molecules was desorbed only from the surfaces of the crystal models, not from their interiors. The EDA molecules diffused through a hydrophilic channel composed of the hydrophilic edges of the cellulose chains, and their conformations and orientations changed. With the configuration of the cellulose chains being held, the vacant hydrophilic channel was immediately filled with water molecules. The innermost part of the crystal models, defined as a core unit, was partly deformed from the initial crystal structure, including the changes in the exocyclic group conformations of the cellulose chains and the orientations of the EDA molecules, coupled with partial reconfiguration of the intermolecular hydrogen bonding scheme. A possible crystalline conversion scheme after complete desorption of EDA has been discussed based on the present findings.
中文翻译：
纤维素I-乙二胺复合晶体模型的分子动力学模拟。
暴露于乙二胺（EDA）时，纤维素I原纤维膨胀，形成纤维素I-EDA复合物。这些被视为带有来宾插入的宿主材料。本研究报告了纤维素I-EDA晶体模型与有限纤维的分子动力学（MD）模拟，以再现EDA分子的解吸。改进了EDA的力场参数。EDA分子的一部分仅从晶体模型的表面解吸，而不是从其内部解吸。EDA分子通过由纤维素链的亲水性边缘组成的亲水性通道扩散，其构象和方向发生了变化。在保持纤维素链的构型的情况下，空的亲水通道立即充满了水分子。晶体模型的最内部定义为核心单元，最初的晶体结构部分变形，包括纤维素链的环外基团构象的变化和EDA分子的取向，以及分子间氢键方案的部分重构。基于目前的发现，已经讨论了在EDA完全脱附后可能的晶体转化方案。
更新日期：2019-12-25
中文翻译：
纤维素I-乙二胺复合晶体模型的分子动力学模拟。
暴露于乙二胺（EDA）时，纤维素I原纤维膨胀，形成纤维素I-EDA复合物。这些被视为带有来宾插入的宿主材料。本研究报告了纤维素I-EDA晶体模型与有限纤维的分子动力学（MD）模拟，以再现EDA分子的解吸。改进了EDA的力场参数。EDA分子的一部分仅从晶体模型的表面解吸，而不是从其内部解吸。EDA分子通过由纤维素链的亲水性边缘组成的亲水性通道扩散，其构象和方向发生了变化。在保持纤维素链的构型的情况下，空的亲水通道立即充满了水分子。晶体模型的最内部定义为核心单元，最初的晶体结构部分变形，包括纤维素链的环外基团构象的变化和EDA分子的取向，以及分子间氢键方案的部分重构。基于目前的发现，已经讨论了在EDA完全脱附后可能的晶体转化方案。
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