模拟二氧化硅晶体和水溶液的界面体系的参数问题请教（已经解决））

牧生 · 发表于 Post on 2022-8-7 18:32:48

本帖最后由牧生于 2024-11-25 17:18 编辑

2024.11.25注：已经解决该问题。

sobtop中的参数是SiO2内部参数，不涉及边缘的处理，所以直接用sobtop里面参数做表面模拟是不行的。
正确方法是，把SiO2的其中一个表面用羟基饱和，让这个面与其他物质比如水接触，其余几个面使用周期性设置，然后使用下面的参数。如果在饱和羟基的过程有困难，干脆把每个面都饱和羟基，把这个羟基饱和的二氧化硅作为一个孤立的小块状放进溶液里面。

如果你有更好的参数，可以直接替换下面中的合适的位置。

;中心原子元素符号(优先识别首字母)       中心原子类型       分配电荷       元素质量       周围原子数       周围原子元素名       距中心原子的距离
Si    SC4  1.10 28.0860  4  O 0.16       O  0.16    O 0.16    O 0.16  ;for SiO2 in bulk or SiOH
Si    SC4  1.10 28.0860  3  O 0.16       O  0.16    O 0.16          ;for SiO2 in bulk or SiOH
Si    SC4  1.10 28.0860  2  O 0.16       O  0.16                      ;for SiO2 in bulk or SiOH
Si    SC4  1.10 28.0860  1  O 0.16       O  0.16                      ;for SiO2 in bulk or SiOH
O    OC23  -0.900 15.9994  1  Si  0.16                                                                   ;in SiO-
O    OC24  -0.675 15.9994  2  Si  0.16       H 0.096;0.11                                           ;in Si-OH
O    OC23  -0.55 15.9994  2  Si  0.16       Si  0.16                                           ;SiO2
H    HOY 0.40 1.0080 1  O 0.096;0.11                                                                   ;Si-OH

看了sobtop的教程，现在会得到合适的itp文件，并用来做二氧化硅晶体的模拟，结果看起来非常不错。现在尝试做二氧化硅和水界面的体系，就有些问题了。操作步骤和问题如下：

1、在VMD中得到一个二氧化硅的pdb文件，命名为SiO2.pdb，
2、使用sobtop生成所需的itp文件，使用md_PBC.mdp，跑了一下MD，跑完后的晶体状态保持的非常良好。此处有一个疑问，gmx会自动调节rlist，那么，md_PBC.mdp在这里为什么还要写上rlist = 0.5？
3、使用SiO2.pdb和水建立了一个盒子，
tolerance 2.0
add_box_sides 1.5
output mix.pdb
filetype pdb
structure SiO2.pdb
number 1
inside box 0. 0. 0. 25. 30. 35.
end structure
structure H2O.pdb
number 1000
inside box 0. 0. 35. 25. 30. 100.
end structure

4、进行能量极小化，就报错
Fatal error:
There are inconsistent shifts over periodic boundaries in a molecule type
consisting of 1800 atoms. The longest distance involved in such interactions
is 3.428 nm which is above half the box length. Either you have excessively
large distances between atoms in bonded interactions or your system is
exploding.

5、我确信二氧化硅和水本身的参数是没有问题的。自我猜测的原因在于，二氧化硅晶体是周期性，应该添加周期性的参数。
6、从md_PBC.mdp中，把periodic-molecules = yes复制到em.pdb中，可以跑起来，但是结果显然不对。

7、强行跑一下npt，结果如下，显然不对

那么，我该怎么设置mdp才行呢，我希望让这整个体系就是周期性的，可以用gpu加速？

em.mdp (419 Bytes, 下载次数 Times of downloads: 13)

topol.top (155 Bytes, 下载次数 Times of downloads: 19)

SiO2.pdb (140.7 KB, 下载次数 Times of downloads: 21)

npt.mdp (713 Bytes, 下载次数 Times of downloads: 12)

zhangxinyou · 发表于 Post on 前天 17:02

你好您这个问题解决了吗？我在对SiO2晶体做能量最小化的时候也遇到了类似的问题

牧生 · 发表于 Post on 前天 17:17

zhangxinyou 发表于 2024-11-25 17:02
你好您这个问题解决了吗？我在对SiO2晶体做能量最小化的时候也遇到了类似的问题

看我的重新编辑过的帖子。

zhangxinyou · 发表于 Post on yesterday 16:04

您好这种应该算是羟基化的SiO2了吧。我请教下单独的SiO2怎么模拟呢
我有尝试过，单独的SiO2跑动力学都没问题，但如果用packmol或者gmx生成的结构文件做em都会报错

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