RadonPy：面向聚合物信息学的全原子经典分子动力学模拟自动化物理性质计算

数据驱动材料研究的快速增长使得开发系统性设计、开放的材料性质数据库成为必要。然而，相较于无机晶体等其他材料体系，面向高分子材料的开放数据库寥寥无几。为此，我们开发了 RadonPy——全球首个用于全自动化全原子经典分子动力学（MD）模拟的开源 Python 库。对于给定的聚合物重复单元，分子建模、平衡与非平衡 MD 计算以及性质计算的整个流程均可全自动化进行。本研究中，针对超过 1,000 种独特非晶聚合物计算了 15 种不同性质，包括热导率、密度、比热容、热膨胀系数与折射率。计算性质与来自 PoLyInfo 的实验值进行了系统比较与验证。在高通量数据生成过程中，识别出八种具有极高热导率（超过 0.4 W/mK）的非晶聚合物，其中包括六种尚未见热导率报道的聚合物。这些聚合物被发现具有高密度的氢键单元或刚性主链。RadonPy 中实现的传热分解分析揭示了非晶聚合物高导热率的潜在机制：通过带氢键单元聚合物链间的氢键与偶极-偶极相互作用，或通过高刚性聚合物主链的共价键进行传热。利用 RadonPy 生成海量计算性质数据将推动聚合物信息学的发展，正如无机晶体第一性原理计算数据库的出现曾显著推进材料信息学一般。