交联度较高分子模拟运行后真空区域较大问题

downpuor · 发表于 Post on 2026-4-19 22:27:16

各位老师好，我在做关于不同交联度分子的自由体积比较，分子的结构为图1和图2。我的模拟进行了10ns npt后进行30ns MD，产生的结果如图3和图4。对于交联度小的分子已经具有一定分子数，模拟完成后会发现体系角落存在较多的真空区域，但也能充分看到内部的空隙。但对于交联度较大的分子，几乎角落和盒子边才存在空隙，内部空隙很小，也就是周围区域存在大量的真空区如图5，我想请问这种情况1.是分子体积过大固有的问题吗还是拓补函数产生的不够正确。2.这种情况下是否产生的密度也就不合理，该怎么改善呢？

yuzc · 发表于 Post on 2026-4-20 14:56:35

很明显这是由于缺乏高分子物理的知识导致的。芳香聚合物不可能10ns就平衡。聚合物交联后没有充分松弛，交联速率也过快。
如果你认为结构没问题，那么需要做暴力的循环NPT充分松弛结构，检测Rg，Ree，密度收敛情况。

downpuor · 发表于 Post on 7 day ago

yuzc 发表于 2026-4-20 14:56
很明显这是由于缺乏高分子物理的知识导致的。芳香聚合物不可能10ns就平衡。聚合物交联后没有充分松弛，交联 ...

老师对于图1这种结构初始交联度就确定的高分子，在模拟过程应该是不会自动交联的把，我想请问下这个交联速度指的是什么，时间步长设为0.001ps按理应该足够小了，NPT也试着多次循环了到了80ns，Rg，Ree，密度也基本稳定不变了。后面进行MD模拟，这个聚合物还是倾向于团聚而留下四角的空隙。还有可能是别的原因造成的不合理吗？

sobereva · 发表于 Post on 7 day ago

没有叫“拓补函数”的东西，只有拓扑文件、拓扑信息、力场参数

图4没什么必然异常的

图3、图5那样，可能初始结构太烂，或者mdp里计算设置不当导致盒子无法充分收缩至合理（如果确保没问题，先把压强设得非常大跑NPT，以把体系尽可能压紧、不留空隙，然后再改回原先的压力并继续NPT弛豫）。也不排除力场参数/原子电荷有硬伤

步长完全不该用0.001ps，比起2fs在同样耗时下少跑一倍时间

downpuor · 发表于 Post on 5 day ago

本帖最后由 downpuor 于 2026-4-23 22:31 编辑

sobereva 发表于 2026-4-21 08:02
没有叫“拓补函数”的东西，只有拓扑文件、拓扑信息、力场参数

图4没什么必然异常的

老师我尝试了把初始结构优化之后产生再次拓补文件等信息，同时在npt中压强增大以减少体系的空隙，但是发现npt过程中，分子直接跑出盒子同时盒子仍有较大的空隙，同时后续恢复常压进行npt体系变化不是很大，是我的npt时间不够吗？我的结构优化是通过单分子进行MD模拟后在vasp优化的，但是由于体系的原子过多我降低了收敛限会是这个原因导致其实结构还是不合理吗？或者还有可能从别的角度进行调整吗？

sobereva · 发表于 Post on 4 day ago

downpuor 发表于 2026-4-23 22:13
老师我尝试了把初始结构优化之后产生再次拓补文件等信息，同时在npt中压强增大以减少体系的空隙，但是发 ...

当前体系的模拟和单分子优化、VA$P计算没有半毛关系。而且VA$P本身也非常不适合优化单分子体系。

“分子直接跑出盒子” 你在PBC下计算当然会跑出盒子，搞清楚PBC是怎么回事、trjconv的-pbc选项怎么使用

yuzc · 发表于 Post on yesterday 17:38

本帖最后由 yuzc 于 2026-4-27 17:40 编辑

downpuor 发表于 2026-4-21 01:43
老师对于图1这种结构初始交联度就确定的高分子，在模拟过程应该是不会自动交联的把，我想请问下这个交联 ...

你确定你真正“充分循环”了么？我给你个参考，对这个工作流程充分理解之后，按照你的理解调整循环退火流程。我这个是通用体系的，而你的芳香聚合物持久长度应该很大，所以模拟设置应该和我这个很不一样。

[EQ21] Stage schedule
display_name ens. T(K) P(bar) dt(ps) barostat tau_p(ps) nsteps time(ps) mode
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
01_em EM - - - - - 50000 - minimize
02_preNVT NVT 318.1 - 0.0010 - - 10000 10.0 pre-thermalize
03_EQ21/step_01 NVT 1000.0 - 0.0005 - - 100000 50.0 stage-chain
03_EQ21/step_02 NVT 318.1 - 0.0010 - - 50000 50.0 stage-chain
03_EQ21/step_03 NPT 318.1 1000.000 0.0008 Berendsen 4.00 133333 100.0 moderate-pressure-damped
03_EQ21/step_04 NVT 1000.0 - 0.0005 - - 100000 50.0 stage-chain
03_EQ21/step_05 NVT 318.1 - 0.0010 - - 100000 100.0 stage-chain
03_EQ21/step_06 NPT 318.1 30000.000 0.0005 Berendsen 12.00 200000 100.0 high-pressure-damped
03_EQ21/step_07 NVT 1000.0 - 0.0005 - - 100000 50.0 stage-chain
03_EQ21/step_08 NVT 318.1 - 0.0010 - - 100000 100.0 stage-chain
03_EQ21/step_09 NPT 318.1 50000.000 0.0005 Berendsen 12.00 200000 100.0 high-pressure-damped
03_EQ21/step_10 NVT 1000.0 - 0.0005 - - 100000 50.0 stage-chain
03_EQ21/step_11 NVT 318.1 - 0.0010 - - 100000 100.0 stage-chain
03_EQ21/step_12 NPT 318.1 25000.000 0.0005 Berendsen 12.00 20000 10.0 high-pressure-damped
03_EQ21/step_13 NVT 1000.0 - 0.0005 - - 10000 5.0 stage-chain
03_EQ21/step_14 NVT 318.1 - 0.0010 - - 10000 10.0 stage-chain
03_EQ21/step_15 NPT 318.1 5000.000 0.0005 Berendsen 12.00 20000 10.0 high-pressure-damped
03_EQ21/step_16 NVT 1000.0 - 0.0005 - - 10000 5.0 stage-chain
03_EQ21/step_17 NVT 318.1 - 0.0010 - - 10000 10.0 stage-chain
03_EQ21/step_18 NPT 318.1 500.000 0.0008 Berendsen 4.00 13333 10.0 moderate-pressure-damped
03_EQ21/step_19 NVT 1000.0 - 0.0005 - - 10000 5.0 stage-chain
03_EQ21/step_20 NVT 318.1 - 0.0010 - - 10000 10.0 stage-chain
03_EQ21/step_21 NPT 318.1 1.000 0.0010 C-rescale 2.00 1600000 1600.0 final-production

复制代码

穷哥们浚子 · 发表于 Post on yesterday 21:25

请问图1所示的结构是分子动力学模拟的最小单元吗？或者是：多个图1结构经进一步交联后，形成更大的聚合物，再做分子动力学模拟。
实际上，我是想请教：有没有好的交联聚合物建模方法？

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