惯性约束核聚变（ICF）需要大型的激光装备对覆盖有冷却氘氚复合物烧蚀层的靶丸实现内爆及点火。只有密度和温度足够大时才能激发靶丸内爆过程的热核反应，而这需要借助较低的固体密度的烧蚀层来达到高的内爆速度，从而实现稳定的内爆过程。在所有的烧蚀材料中，CH烧蚀材料被大量实验及理论研究，并用于惯性约束核聚变中。
这种烧蚀材料的状态方程在聚变点火中至关重要。首先，它是减缓内爆过程中流体不稳定性的关键参数；其次，决定冲击的时间需要烧蚀装置状态方程的精确信息。然而，考虑到量子效应的重要性，分析建模在热稠密物质的范畴建立精确的状态方程并不充分。最近的状态方程研究同时纳入了从头算法分子动力学（AIMD）模拟以及实验研究来限制状态方程建模。在状态方程表能够改善的参数范围中，由于Hugoniot上的压力写为作用于离子、电子上的冷态曲线及热效应所产生的压力的总和，冷态曲线在百万大气压的范围内具有重要贡献。
另一个最近被解决的问题是ICF中的可塑烧蚀层的化学结构。烧蚀层上的可塑材料是辉光放电聚合物（GDP）。GDP塑料具有可塑的形状并且在炭氢成分外包含少部分的氧。最近的研究表明烧蚀层中的氧将吸收X射线从而影响ICF内爆过程中的冲击速度，并且增加相比烧蚀层表面不平整度3-5倍的流体不稳定性。因此，烧蚀材料的状态方程将被氧成分改变，特别是被冷态曲线改变，这是由于它高度依赖于固体物质的原子结构。
本文研究了能够代表GDP塑料的可塑CH1.37O0.08的固体结构，并利用AIMD模拟建立十倍压缩的300K等温线。用于AIMD模拟的GDP塑料的原子组成为41%的炭，56%的氢以及3%的氧。GDP的固体密度测量值为1.07±0.03g/cm3，利用布里渊振动测量的声速为2667±28m/s。
由于对GDP的认知受限于其可塑性和化学组成，因而选取融化-挤压法产生的可塑结构来替代GDP塑料的标准状态。在300K压缩该结构用以产生等温线。研究两种原子结构，即CH（C：40%，H：60%）和CHO（C：41%，H：56%，O：3%），来研究氧对300K等温线的影响。
表I. 包含250个原子的模拟单元中每个元素的原子数
每个结构所用的原子组成如表I所定义。对离子间部分的半径分布函数（RDFs）分析（图1）表明C-H、H-H间距离的第一个峰值，以及坐标数对两种不同结构并无改变。他们分别是：C-H键1.12?，H-H键0.78 ?。然而CHO结构中的氧改变了C-C键的性质。对于CH，半径分布函数展现出两个峰值，根据化学手册其位置分别对应C-C单键类型（1.53?），以及C=C双键类型（1.34?）。CHO结构在1.23 ?表现出额外的C≡C三键。这种自动的排布表明炭炭架构间的压缩性质被氧的加入改变了。因此，两种结构的300K等温线将会有不同的坡形。
图1. 环境温度300K，密度ρ0=1.07g/cm3，AIMD计算的半径对关联函数(a)CH (b)CHO
将CHO原子结构预先挤压到1.07g/cm3，300K，再压缩该原子结构构造CHO塑料的300K等温线。该方法被用作原子约化坐标系的起点。密度由模拟单元大小决定，并且在模拟过程中同温度（设定在300K）一样保持恒定。分子动力学过程持续几个皮秒的时间，模拟的平衡在500fs后达到。压强平衡达到后的500fs内平均得到。在较低压强时，统计结果的浮动约为10%，而高于100GPa压强时，约为1%。为了检查模拟的状态是否与起始点无关，利用等温线上平衡的约化原子坐标用其他模拟方法进行了模拟。其给出压强可以重复到0.4%以内。结果由表II给出。
表II. AIMD对CHO结构（C：41%，H：56%，O：3%）的计算结果
图2为AIMD对CHO结构在低密度范围内的计算数据。压力密度的凹性大约在1.8 g/cm3以及2.2 g/cm3处发生翻转。对比C-C键的半径分布函数，这种凹性的翻转对应着1.23 ?，1.8 g/cm3处第一峰值的消失，然后是1.34 ?，2.2 g/cm3处（图1）。当原子结构被压缩时，炭键破裂导致局域压缩性的增加。在密度大于2.2 g/cm3时，原子结构保留了一个C-C键在1.53 ?的峰值。
图2. GDP-CHO的AIMD模拟数据
同样的方法构造CH的300K等温线（模拟结果见表III）。注意到当密度低于1.8g/cm3时，CH以及CHO的压强在2-3GPa范围内相同。对更高的密度，含氧结构的压强要低于不含氧的。可以观察到一个显著的等温线上的压强差，如图3所示。
图3. CH及CHO的AIMD模拟数据
表III. AIMD对CH结构（C：40%，H：60%）的计算结果
图4. CHO结构下不同参数状态方程模型与AIMD数据点的差异
图4展示了不同拟合方法以及AIMD模拟数据的压强差异。AP2状态方程在压强达到4500GPa以上时与AIMD的模拟结果差异最小，最大的差值为9GPa（图4）。
图5. AP2拟合AIMD计算结果与 6. CHO结构下AP2拟合AIMD
状态方程相比较图 数据点与状态方程模型的压强差异
将AIMD的预测结果与从QEOS与量子半经验模型（QSEM）这两种状态方程分析模型提取的冷态曲线相比较。对于QEOS，原子的热动力学是利用Cowan模型，电子利用Thomas-Fermi半经典模型描述。在QSEM中，原子的热动力学仍然用Cowan模型描述，然而对电子的量子描述是利用对量子等离子体中变分平均原子（VAAQP）代码的Inferno选择。图5为CHO结构的分析模型以及利用AP2拟合AIMD数据点的结果。这些建立状态方程的模型给出的压强值要低于AIMD。压强值的差异随着密度增加而增加（图6）。
利用AIMD建立了激光百兆焦耳，4500GPa惯性约束核聚变中GDP的300K等温线。并与基于QEOS和QSEM分析模型的冷态曲线比较，发现分析模型给出的压强要低于AIMD给出的压强值，压强-密度曲线被改变。同时比较了ICF烧蚀层中氧成分对300K等温线的影响，两种不同结构中压强的差异可达10%-15%。另一方面，冷态曲线上的差异可以用来改变ICF等熵压缩过程中的冲击时间。作者认为利用这些发现可以改善ICF中靶的性能，而这对于实现聚变点火至关重要。