冠状病毒是一类包膜病毒,其大小分布在60-140 nm,远小于细菌细胞和动物细胞的尺寸。在进入人体后,冠状病毒会迅速破坏肺部Ⅱ型上皮细胞,导致宿主呼吸功能衰竭,严重情况下会导致宿主死亡。本世纪爆发的三场冠状病毒肺炎传播速度快且致死率高,给人类社会带来了沉重的灾难,目前尚未出现有效的药物治疗方案,只能通过切断冠状病毒的传播途径达到防治效果。冠状病毒具有很强的体外存活能力,当前主流的预防手段很难在体外彻底杀死病毒,因此,为了更高效的防止冠状病毒感染人体,急需探究出一条安全高效的预防方法。蝉翼表面存在规则排列的纳米锥阵列,这种结构特点使蝉翼表面具有超疏水性,可以保持表面清洁。而且当细菌粘附在蝉翼表面时,细菌会在蝉翼表面的纳米锥结构作用下下沉、破裂并死亡。造成细菌死亡的原因是纳米锥结构机械裂解了细菌细胞壁,因此这种杀菌机制高效清洁且安全无害。相关研究证明人工制备的仿生纳米锥表面同样具有不俗的杀菌效果和自清洁能力。并且只要具有合适的高径比和锥间距,纳米锥阵列就可以破坏掉具有流动性的脂质囊泡,这为破坏冠状病毒的流动性脂质包膜指明了新的方向。本文的目的便是探究纳米锥表面杀死冠状病毒的可行性。本文基于Dry Martini力场的粗粒化模拟方法,首先建立了3种不同高径比的电中性纳米锥结构以及冠状病毒包膜的平面膜模型和囊泡模型。之后在NVT系综,310 K条件下,进行了单个纳米锥结构与平面膜模型、3种尺寸的纳米锥结构与囊泡模型、不同锥间距的纳米锥阵列与囊泡模型共7个体系的模拟。模拟结果表明,由于纳米锥结构与磷脂分子尾部烃链基团之间的范德华吸引作用,冠状病毒包膜上的磷脂分子被大规模吸附到纳米锥上,从而使纳米锥刺入包膜。这一过程会增大脂质膜的表面张力并降低脂质分子的有序性,破坏冠状病毒包膜的结构完整性。本文探究了纳米锥高径比对囊泡破坏效果的影响,纳米锥高径比越大,单位截面积上范德华作用越强,刺入囊泡的深度就越深,囊泡的受损程度越大。此外,本文探究了纳米锥阵列的锥间距对破坏效果的影响。纳米锥阵列中多个纳米锥之间存在协同作用,可以增强脂质吸附的速度和规模,囊泡整体吸附于阵列中难以脱附,即使脱附也会受到严重损伤。并且随着锥间距的增大,囊泡的受破坏程度随之提高,最终会导致囊泡的裂解。这一系列模拟得到的结果基本符合纳米锥表面裂解细菌的规律,在一定程度上也反映了纳米锥表面物理杀菌的机制。更重要的是,模拟得出的结论证实了利用纳米锥表面杀死冠状病毒的可行性。