关于Reaxff计算铜-有机物-水体系的表面能问题

张瑞斌

我目前的工作是通过研究存在污染物情况下的铜金属材料的亲疏水性的分子动力学研究。因为考虑到某些有机污染物可能存在的化学吸附，所以使用 ReaxFF 力场来模拟铜基板-有机污染物-水层系统。现在我出现了一些困难，希望大佬们可以解答一下我的问题。
背景：体系：（如图 1）中间为铜基底-有机污染物辛酸分子-水分子，采用的是MS建模，体系温度303.15K，常压，units real，ppp边界，能量最小化后先nvt跑了10万步，再npt跑了10万步，稳定后再改成nvt进行模拟。输出数据：体系reaxff总势能的14个分量、总能量、水分子分组的总势能，压力温度等

（1）目前需要在体系中对水分子组单独计算出ReaxFF势能的14个分量，但是在lammps手册里，我没有找到相关的定义命令和输出命令，只有对整个体系的总ReaxFF势能的14个分量的计算（即手册中pair_style reaxff command命令中的c_reax[1..14]的14个分量），请问该如何设定才能计算出体系内某一个分组（如group water）的ReaxFF14个分量？
（2）后面我的导师说对金属基底以及污染物吸附后的金属基底的表面能计算，我通过表面能计算公式（如图2），采用的是ReaxFF力场计算出来的总势能进行计算，得出来的是负值而不是正值，并且在污染物有机分子增加（从1个有机物分子-40个有机物分子）的情况下，数据一直在波动，并且没有趋势（亲水性趋势或疏水性趋势），这是由于什么原因引起的？有什么解决的办法？
（3）最后的问题，以上是我目前遇到的一些困境，如果我想要采用ReaxFF力场进行相关的分析，以上两个办法都不行的情况下，我应该要怎样进行分析趋势。

baoluyao

对于第一个问题，我觉得可以用rerun命令读取轨迹进行后处理计算，计算时用neigh_modify的exclude的关键词将不需要有相互作用的group之间的邻居列表排除，由此取消作用，得到指定group的能量。比如将体系分为water和other两个group，进行这样设置neigh_modify exclude group other other。这样就排除了，other组中原子之间的相互作用。但是other和water之间的相互作用是否要排除，就看你自己的取舍了，如果要排除则设置为neigh_modify exclude group other other exclude group other water。之所以可以这样做是因为，reaxff是通过邻居列表，计算原子之间的距离，进而计算键级，进而得到分子拓扑，进而计算键结能量，所以没有邻居列表，就什么能量也没了。如果上述方式有问题，敬请批评指正
第二个问题我不熟悉。