ChemTraYzer-TAD与PESmapping在燃烧反应网络加速探索中的协同应用与机制创新

本文系统评估了两种新兴反应网络探索方法ChemTraYzer-TAD（CTY-TAD）和PESmapping在生物燃料燃烧机制研究中的效能。通过乙基-2-甲酸酯自由基（E??F）反应空间的实证分析，揭示两种方法在发现预期反应路径与新颖反应通道方面具有互补性，为复杂燃烧系统的反应网络自动化构建提供了创新解决方案。

　　

Highlight

本研究通过CTY-TAD和PESmapping两种加速反应探索技术，在乙基-2-甲酸酯自由基（E??F）燃烧反应网络中成功识别出所有预期的重要反应路径（包括分解、环化和氢迁移），同时发现了大量新型反应通道。这表明两种方法在反应空间探索中具有显著互补性，其联合应用能为复杂燃烧系统的机制研究提供更完整的反应网络图谱。

Methods

本研究采用基于ReaxFF力场的反应分子动力学（RMD）模拟，通过LAMMPS软件平台集成加速模块。PESmapping利用Plumed模块实现集体变量驱动超动力学（CVHD）加速，而CTY-TAD则通过定制版LAMMPS实现反射壁势能加速。两者均采用ReaxFF/CHO2016力场和CTY第二版作为反应检测框架，在相同初始条件下对E??F自由基进行单分子反应探索。

Results

CTY-TAD和PESmapping分别发现了28和26条独特反应路径，其中共同识别出12条核心反应。CTY-TAD更擅长捕获氢迁移和环化反应（平均能垒降低15 kJ/mol），而PESmapping在分解反应发现方面更具敏感性。两种方法均成功复现了1,3-二氧戊烷燃烧机制中提出的三条关键路径，同时发现了7条未被现有机制收录的新反应通道。

Conclusion

本研究证实CTY-TAD和PESmapping在燃烧反应网络探索中具有高度互补性。CTY-TAD在环化反应发现方面表现优异，而PESmapping更擅长挖掘分解反应路径。联合使用两种方法可实现反应空间的全覆盖探索，为新型生物燃料和电子燃料的燃烧机制设计提供了可靠的计算学手段。