富勒烯金属包合物的动态结构及性质的理论研究

金属离子在富勒烯碳笼内的运动是近年来研究的热点。这种可由温度控制的新奇的运动将导致富勒烯金属包合物作为"分子器件"的应用。本项目拟通过密度泛函计算方法研究、探索富勒烯笼及内嵌金属原子的相互作用与碳笼几何拓扑结构及金属原子自身性质的关系；探索相对论效应对这种相互作用的影响程度，这对于认识镧系元素离子在碳笼内运动结构的本质和规律极为重要。另一方面利用电负性均衡原理，构建浮动电荷力场，在此基础上，利用分子动力学模拟，考察碳笼中金属离子对碳笼的动态极化效应，模拟金属离子在非冻结碳笼内的运动，探索金属离子在碳笼内运动的本质和规律。对已有的富勒烯金属包合物的红外、拉曼光谱和NMR实验结果提供合理的理论解释，并预期做出可比实验的理论预测。