New Insights into Thermal Transport in ε-CL-20 Revealed by Machine-Learned Potentials and Mode-Projection Analysis

非谐性 热传导 量子隧道 非平衡态热力学 工作(物理) 热导率 分子动力学 耗散系统 化学物理 热的 声子 材料科学 凝聚态物理 联轴节(管道) 分子振动 正常模式 热能 分子马达 亚稳态 能源景观 势能 化学 传热 各向异性 消散 再分配(选举) 渡线 过渡态理论 模耦合 物理
作者
Yilin Fang,Weiyi Li,杭贵云,Yì Wáng,Xiyao Yun,Wanxiao Guo,Tao Wang,Wenli Yu
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry A [American Chemical Society]
卷期号:130 (22): 4120-4135
标识
DOI:10.1021/acs.jpca.6c00862
摘要

The thermal conductivity of energetic molecular crystals is a critical safety parameter, yet its temperature dependence remains poorly understood from a mode-resolved perspective. Here, we elucidate the underlying mechanisms in ε-CL-20 by integrating a high-accuracy, machine-learned potential with comprehensive vibrational-dynamics analysis. Using transfer learning, we fine-tuned a neuroevolution potential that reproduces DFT-level accuracy. The anisotropic thermal conductivity, calculated with this potential, decreases significantly from 200 to 400 K. Spectral energy density analysis reveals that this decline originates from a universal shortening of phonon lifetimes and a crossover from particle-like propagation to wave-like tunneling. Full unit-cell mode-projection analysis demonstrates that temperature selectively strengthens anharmonic couplings between N–NO2 bending vibrations and cage-skeleton deformation modes. Nonequilibrium mode-excitation simulations further reveal that the cage-deformation mode acts as an energy-flux hub, directing thermal energy toward nitro-group vibrations, with a temperature-gated redistribution of dominant receiving channels. Crucially, the wave-like tunneling channels and the mode–mode coupling pathways are two manifestations of the same anharmonic network. The degradation of heat conduction and the funneling of energy toward reactive trigger bonds are therefore two sides of the same coin. Under rapid external loading, the inward flux overwhelms dissipative backflow, driving vibrational-amplitude growth and bond cleavage. This work provides phonon-resolved dynamic evidence directly linking macroscopic heat conduction to the microscopic initiation of chemical reactions and paves the way toward a general framework for investigating energy-flux networks in complex molecular solids.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
清清完成签到,获得积分10
刚刚
bin发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
顾矜应助秋秋采纳,获得10
1秒前
2秒前
hansJAMA发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
丘比特应助孤独的绮烟采纳,获得10
3秒前
科研通AI6.2应助斯文奇迹采纳,获得10
5秒前
科研通AI6.2应助小鱼采纳,获得10
5秒前
半个橙子发布了新的文献求助10
5秒前
洁净怜寒发布了新的文献求助10
6秒前
万能图书馆应助Vv采纳,获得10
6秒前
netus完成签到,获得积分10
6秒前
Ava应助受伤灵薇采纳,获得10
7秒前
满意的颦完成签到 ,获得积分10
7秒前
onlywei发布了新的文献求助10
7秒前
ye应助邪恶白馒头采纳,获得10
7秒前
隐形曼青应助端庄的寄凡采纳,获得10
7秒前
9秒前
傅礼貌发布了新的文献求助10
9秒前
今后应助Cuillli采纳,获得10
10秒前
xxd完成签到,获得积分10
11秒前
FashionBoy应助洁净怜寒采纳,获得10
11秒前
cdercder应助smh采纳,获得10
12秒前
Beginner完成签到,获得积分10
12秒前
每天每天完成签到,获得积分10
13秒前
优秀月饼完成签到,获得积分20
14秒前
听话的飞松完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
16秒前
ZHANG发布了新的文献求助10
16秒前
bin完成签到,获得积分20
17秒前
fsznc完成签到 ,获得积分0
17秒前
19秒前
20秒前
dlfg完成签到,获得积分10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Single Cell Analysis of the Tumor Microenvironment Landscape Across the Disease Spectrum of Multiple Myeloma 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
The Cambridge History of China 英文版16册 600
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7329675
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8944059
关于积分的说明 18972314
捐赠科研通 6984986
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3216528
关于科研通互助平台的介绍 2383224
邀请新用户注册赠送积分活动 2196108