本文利用非平衡態分子動力學研究了微波條件下氯化鈉-二甲基亞砜水溶液的氫鍵及殼層結構特性。水分子在溶液中由于氫鍵存在更親近于二甲基亞砜分子而非離子，微波輻照下離子水殼層結構更容易被破壞，對化學反應速率產生影響。并且微波輻照時離子周圍的水殼層相對于二甲基亞砜分子形成的殼層結構更脆弱，這就對微波輻照下的化學反應選擇合適的溶劑提供了理論依據。所以微波能在除熱效應之外還會通過影響離子殼層結構和氫鍵構象對化學反應速率產生影響。

　　微波能應用在近期的發展中已取得很大進步，其中微波支持的化學反應在實驗室已取得成功，但在化工生產行業大規模應用微波能仍存在很大問題，尤其是大多數的化學反應屬于液相反應。關于微波能的熱與非熱效應在極性液態體系中實驗測量方法有介電弛豫譜、二維紅外探測振動回波譜、中子非彈性散射、X射線衍射、核磁共振譜和時域反射法等，然而上述實驗方法中很難在微波輻照條

　　件下測量。最近，非平衡態分子動力學仿真被廣泛地運用在微波條件下分子系統動力學特性和結構特性的研究中。其中Niall　J.English運用非平衡態分子動力學方法研究了外電磁場條件下水的氫鍵結構，Kai-Tai　Chang等也用分子動力學原理探究了外磁場對水分子結構的影響，Lars　Thrane等分別運用太赫茲光譜和分子動力學方法闡述了溫度相關的水的介電馳豫過程，Zijie　Lu等利用介電光譜分析了濃度相關的二甲基亞砜水溶液氫鍵結構特性。在研究非平衡態下溶液結構中，分子動力學研究可以準確地模擬在微波輻照下溫度、濃度等變化對物質的影響。本文對工業上常用溶劑二甲基亞砜與氯化鈉水溶液分別模擬了二甲基亞砜與氯化鈉水溶液在不同溫度條件、微波輻射下溶液中粒子結構的改變，研究微波作用對離子水殼層結構和氫鍵產生的影響。

　　1、分子動力學模擬

　　Ding　Pan等采用分子動力學方法研究了極化條件下水的介電特性，得出了地殼內高溫高壓時水及巖石的介電常數隨溫度、壓強等的關系，本文模擬了分子動力學在加入微波場、濃度及溫度等多因素條件時溶液微觀結構的改變，并通過函數關系來模擬微觀粒子結構變化和物質介電性能的變化。首先，氯化鈉-二甲基亞砜水溶液仿真涉及260個水分子和240個二甲基亞砜(DMSO)分子置于一各相同性的盒子當中，水分子采用SPC/E模型，離子和分子相互作用等相關參數可以從Ashok　K.Das[17]獲得。水浴溫度分別為283，298，313K，氣壓為1×105　Pa，在盒子的三維施加周期性邊界條件。分子模擬平衡過程采用Verlet　velocity算法，電磁場施加在NVT條件下以用來隔離熱效應對整個過程的影響。電場強度ERMS =3×105　V/m (Emax =槡2ERMS )。仿真過程步長1fs，平衡過程500ps，每50fs進行一次存儲。

　　結論

　　在微波輻照下的氯化鈉-DMSO水溶液中，DMSO的濃度影響氫鍵的穩定性，并且DMSO可以與水分子形成比水分子之間更穩定的氫鍵結構。氫鍵是水溶液中存在的較強的分子間相互作用，這種關系使水分子更容易聚集在DMSO分子周圍而非離子。此外離子周圍形成的DMSO殼層結構在微波輻照下比水殼層穩固。這些溶液中的分子結構特性有助于在微波輻照下極化環境化學反應中來控制反應速率，為微波能在化工領域的大范圍應用提供先驗信息。