石墨烯-水体系的固液界面能计算为0合理吗？

sigusigu

我最近利用lammps计算了石墨烯纳米狭缝-水的固液界面能，按照总势能-E石墨烯-E水的方式计算，结果算出来是0，这合理吗？

含光君

你所说的E石墨烯与E水是如何计算的？

sigusigu

含光君 发表于 2023-10-19 14:35
你所说的E石墨烯与E水是如何计算的？

我是通过这个命令统计的，是不可以这么统计嘛？
compute mype all pe/atom
compute 1 H2O reduce sum c_mype
compute 2 c reduce sum c_mype

含光君

分子模拟中体系势能为成键项与非键项加和，compute pe/atom 命令里明确写了

For an energy contribution produced by a small set of atoms (e.g., 4 atoms in a dihedral or 3 atoms in a Tersoff 3-body interaction), that energy is assigned in equal portions to each atom in the set (e.g., 1/4 of the dihedral energy to each of the four atoms).

可见最后算出来必然是0

sigusigu

含光君 发表于 2023-10-19 15:23
分子模拟中体系势能为成键项与非键项加和，compute pe/atom 命令里明确写了

请问那应该如何计算每部分的势能？

含光君

sigusigu 发表于 2023-10-19 20:42
请问那应该如何计算每部分的势能？

从第一性原理计算相同问题的角度来想，感觉你该分别算一下A+B，A和B三个体系的能量然后作差得到。

sigusigu

含光君 发表于 2023-10-19 22:26
从第一性原理计算相同问题的角度来想，感觉你该分别算一下A+B，A和B三个体系的能量然后作差得到。

哦哦 相当于分离石墨烯和水分别跑，计算得到两个能量。然后再体系合并一起计算总能量。最后作差？

含光君

sigusigu 发表于 2023-10-20 13:18
哦哦 相当于分离石墨烯和水分别跑，计算得到两个能量。然后再体系合并一起计算总能量。最后作差？

是的

sigusigu

含光君 发表于 2023-10-20 14:24
是的

好的谢谢老兄 我再去跑一下看看

sigusigu

含光君 发表于 2023-10-20 14:24
是的

老兄 我重新跑了一下发现了一个问题：对于水来说，有没有石墨烯表面会导致不同的势能；但反过来有没有水分子，也会导致石墨烯具有不同的势能。这就使得问题难以讨论了...我现在是这么想的，既然在我这个case里，固液表面能可以视为使得水分子从无需到有序排布所做的功（石墨烯原子是固定的），那我是不是用“石墨烯上的水分子势能”减去“没有石墨烯时水分子的势能”，将这个能量差值视为我目前case的界面能？

含光君

sigusigu 发表于 2023-10-21 14:04
老兄 我重新跑了一下发现了一个问题：对于水来说，有没有石墨烯表面会导致不同的势能；但反过来有没有水 ...

所谓界面能并不是只针对其中一个组分来讨论的，所以水/石墨烯在界面与单一组分这两个体系中能量有不同是再正常不过的现象，不知道为什么你说使得问题难以讨论呀。
你所说的方法从表述看更像是仅研究水的能量差异，原理上好比算了一个外势存在时水的能量，再与其本身能量作差。然而应该注意的是，“石墨烯上的水分子势能”中不仅有水本身能量的贡献，还包含了水与石墨烯非键相互作用的一半。

sigusigu

含光君 发表于 2023-10-21 15:40
所谓界面能并不是只针对其中一个组分来讨论的，所以水/石墨烯在界面与单一组分这两个体系中能量有不同是 ...

因为我目前做的模拟中，并没有石墨烯和水的分别相互作用参数，而是采用的C-O C-H这样的相互作用参数。感觉主流的石墨烯-水体系的分子模拟工作，也都是这么进行的，如果说把两者分开，就没有相互作用参数了....我尝试去根据LB混合规则倒推，但是返修C-H和C-O倒推出来的C的相互作用参数都不相同...