高能密度燃料的结构是影响性能的重要因素，而性能又决定了飞行器的飞行距离和有效载荷。采用密度泛函理论和分子动力学模拟方法对金刚烷衍生物的性质进行了预测，探讨了不同取代物和异构体的结构对其密度、净热值、比冲、热稳定性和氧化稳定性的影响。对于具有不同取代基的金刚烷衍生物，C/H可视为密度和净热值的描述符。侧链连接的仲碳原子数以及HOMO和LUMO之间的间隙分别可视为异构体密度和体积净热值的描述符。基于以上描述，得到了乙基金刚烷、丙基金刚烷和丁基金刚烷具有优异性能的结构。由于具有较好性能的金刚烷衍生物的结构相似，所以预测了性能优良的戊基金刚烷（2c-乙基-2t,4c,4t-三甲基金刚烷）的结构。性能优良的2c,2t-二甲基金刚烷、2c-乙基-2t-甲基金刚烷，2c,2t-二乙基金刚烷和2c-乙基-2t,4c,4t-三甲基金刚烷的热稳定性和氧化稳定性接近于满足飞机要求的四氢双环戊二烯。因此，本研究通过定义描述符，为预测、筛选和评估金刚烷衍生物的结构和性质提供了指导。

文章标题：The prediction and assessment of properties for high energy density fuel – Adamantane derivatives: The combined DFT and molecular dynamics simulation

期刊：Fuel

通讯作者：王宝俊教授、凌丽霞教授

第一作者：马嘉苓

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.127975

资助：中国神华煤制油化工有限公司科技创新项目（No. MZYHG-2021-01）