分子复制技术优化反渗透浓缩过程的分子动力学模拟研究

为解决极稀溶液(如xLiCl=1.22×10?3)反渗透(RO)模拟计算量大的难题，研究人员创新性提出分子复制-反渗透(MR-RO)方法。该技术通过复制压缩步骤，在保持与直接反渗透(D-RO)相同精度的前提下，将计算时间缩短一个数量级，为筛选超稀溶液RO膜材料提供了高效MD模拟新方案。

　　

反渗透(Reverse Osmosis, RO)技术在水净化、废水处理和食品加工等领域具有重要应用价值。然而针对超稀溶液(如浓度仅1.22×10^?3的LiCl溶液)的分子动力学(Molecular Dynamics, MD)模拟往往因需要模拟海量分子而面临巨大计算挑战。

这项研究开创性地提出分子复制反渗透(Molecular Replication-RO, MR-RO)新算法。通过周期性复制关键分子并压缩模拟体系，该方法在保持与直接反渗透(Direct-RO, D-RO)相同精度的前提下，成功将计算时间缩短十倍以上。研究团队通过系统比较两种方法获得的物性参数，验证了MR-RO的可靠性。

更令人振奋的是，通过增加分子复制频率和压缩步骤，该方法还能实现更大幅度的计算加速。这项突破为超稀溶液RO膜材料的分子水平筛选研究打开了新天地，使原本因计算资源限制而难以实现的MD模拟研究成为可能。