近日，物理学院王昭研究组在天体分子物理/天体化学研究领域取得如下进展。

进展1：

在天文学期刊《RAA》上发表了题为"Catalytic role of HI in the interstellar synthesis of complex organic molecule"的研究论文。这篇文章为星际有机分子的形成提出了一个新的机制，即氢催化反应。

研究通过密度泛函理论计算，揭示了在有机反应中，原子氢（HI）的存在可以引发新的反应途径，从而大幅度地降低了反应活化能，显著提升反应速率。这个新的发现将颠覆长期以来在该领域的观点，即由于复杂有机反应的高活化能，星际空间中很难由闭壳物质生成生物分子。

中文题目：HI在复杂有机分子星际合成中的催化作用

论文作者：杨淑明（硕士研究生），谢鹏（化工学院），梁恩维，王昭（通信作者）

论文链接：https://doi.org/10.1088/1674-4527/accb25

进展2：

在天文学期刊《MNRAS》上发表了题为"Machine learning identified molecular fragments responsible for infrared emission features of polycyclic aromatic hydrocarbons"的研究论文。该文采用机器学习模型为星际芳香红外谱带溯源。

这项研究采用基于分子指纹技术的机器学习方法，在整个红外波段系统地确认了多环芳烃红外发射谱带的来源。这一方法的创新突破了以往零散研究特定波段的模式，为星际芳香红外谱带的研究提供了前所未有的全面参考工具。

中文题目：多环芳烃红外发射特征的机器学习溯源

论文作者：蒙之森（博士研究生），张泳（中山大学），梁恩维，王昭（通信作者）

论文链接：https://doi.org/10.1093/mnrasl/slad089

进展3：

在天文学期刊《MNRAS》上发表了题为"Evolution of fullerenes in circumstellar envelopes by carbon condensation: insights from reactive molecular dynamics simulations"的研究论文。该文研究了富勒烯分子如何在星周包层中随时间演变。

分子动力学模拟研究揭示，富勒烯可以通过异质反应形成洋葱状纳米结构或大型单层富勒烯结构。这些分子与以往研究中通常考虑的理想结构有显著不同。本论文探讨了这些结构变化对富勒烯的红外辐射特性产生的影响，为相关的天文观测提供了新的洞见。

中文题目：碳沉积导致的星周包层中富勒烯的演化：来自反应分子动力学模拟的见解

论文作者：蒙之森（博士研究生），王昭（通信作者）

论文链接：https://doi.org/10.1093/mnras/stad2754

进展4：

在天文学期刊《RAA》上发表了题为" Density Functional Theory Calculations on the Interstellar Formation of Biomolecules"的邀请综述论文。

密度泛函理论是目前最广泛应用于量子力学计算的方法之一，而且在天体分子物理研究领域的应用也日益增多。本文提供了一个概述，聚焦于该类计算方法在理解星际复杂有机分子，尤其是与生命相关的分子形成过程中的应用。

中文题目：星际生命分子形成的密度泛函理论计算

论文作者：廖清丽（硕士研究生），王均智，谢鹏（化工学院），梁恩维，王昭（通信作者）

论文链接：https://doi.org/10.1088/1674-4527/ad013c

进展5：

在化学物理期刊《PCCP》上发表了题为" Enantiodetermining processes in the interstellar synthesis of alanine, serine, and isovaline "的研究论文。该文使用密度泛函理论计算来探索从星际分子合成三种手性氨基酸：丙氨酸、丝氨酸和异缬氨酸。

研究分析了合成途径中决定氨基酸手性的关键步骤。结果表明，就丙氨酸而言，对映体的测定主要受分子或官能团碰撞方向的影响，这导致关键中间体中手性中心的形成。然而，丝氨酸和异缬氨酸合成的对映决定步骤发生在手性中心的创建之前。这一发现颠覆了化学上对该过程的传统认识。

中文题目：丙氨酸、丝氨酸和异缬氨酸的合成中的手性决定过程

论文作者：廖清丽（硕士研究生），谢鹏（化工学院），王昭（通信作者）

论文链接：https://doi.org/10.1039/D3CP03212D

进展6：

在化学期刊《JPC》上发表了题为"Trapping molecules in a covalent graphene-nanotube hybrid"的研究论文。该文提出石墨烯-纳米管混合物可以作为分子陷阱使用。

该研究使用经典分子动力学模拟探究了小分子在共价石墨烯-纳米管混合结构上的吸附和运动。研究结果显示，吸附在这些结构上的分子能够在没有外力驱动的情况下自发扩散到纳米管内，并被牢固地捕获。这种捕获过程由颈部区域的“门”效应所驱动。这一捕获机制对混合纳米结构在气体存储领域具有重要的应用潜力。

中文题目：将分子捕获在共价石墨烯-纳米管杂化物中

论文作者：王昭

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.3c03132