GROMACS跑聚合物吸附离子的过程，观察不到离子被吸附

wudiazhu

各位老师好，我想用GROMACS模拟二价金属离子被聚合物吸附的过程，但随模拟时间的进行观察不到金属离子被吸附，我的金属离子多为过渡金属离子，虽然GROMACS不能描述过渡金属离子与聚合物间形成的配位键，但我想它们之间至少有静电相互作用，聚合物（只含C、H、O、N）采用GAFF力场，金属离子采用UFF力场，聚合物电荷采用RESP电荷计算，整个MD过程经过以下步骤：能量极小化、NPT平衡相2ns、NPT产生相70ns，已经绘制了聚合物的RMSD曲线到后面几乎水平，证明体系已经平衡了。下面的两张图分别是产生相第0ns和产生相第70ns时候的快照，中间的是我的聚合物，粉色的球是Co2+，发现并无吸附效果，即金属离子仍然分散在环境中，请问老师可能是什么原因呢？是因为我的聚合物是中性的缘故吗？谢谢各位老师！

slxc920113

Co2+没有抗衡离子吗？而且你的聚合物本身都因为pi-pi作用聚集在一起了，说明在水溶液中很难溶解。

wudiazhu

slxc920113 发表于 2023-6-16 16:55
Co2+没有抗衡离子吗？而且你的聚合物本身都因为pi-pi作用聚集在一起了，说明在水溶液中很难溶解。

谢谢答复，是有加抗衡离子的，体系包含了聚合物、20个Co2+、40个氯离子、40000个水分子。聚合物分子确实聚集在一起了，但我想考察的是金属离子吸附在整个聚合物表面的过程，即使聚合物堆积在一起又会有什么影响呢？

sobereva

如果没有诸如COO-这样带负电的基团，不可能把Co2+牢固吸引，因为根本竞争不过氧上带明显负电荷的水对Co2+的亲和作用

萌新杨同学

你可以显示一下Co2+周围3A范围内的水分子，你会发现Co2+有一个Hydration Shell;正如Sob大所说，可能是你聚合物上的负电含氧官能团竞争不过这层水化壳

wudiazhu

sobereva 发表于 2023-6-16 17:47
如果没有诸如COO-这样带负电的基团，不可能把Co2+牢固吸引，因为根本竞争不过氧上带明显负电荷的水对Co2+的 ...

谢谢sob老师，聚合物里没有-COOH，但有-OH，-OH主要来自聚合物结构中苯酚的-OH，但由于实验上对金属离子的吸附通常在酸性条件下进行（碱性条件下金属离子容易沉淀），苯酚的pka在10左右，所以从实际情况来看，体系中 未电离的-OH/电离的-OH 是一个很大的数值，因此我在考虑分子构型的时候没有考虑-OH的去质子化。我现在想我能否在构建聚合物时人为构造多一些-O-的带负电基团？即使这样做之后和实际的-O-浓度不相符合，这样去跑动力学会遭人质疑吗？

sobereva

wudiazhu 发表于 2023-6-17 16:43
谢谢sob老师，聚合物里没有-COOH，但有-OH，-OH主要来自聚合物结构中苯酚的-OH，但由于实验上对金属离子 ...

本身羟基配位的时候也会促使H+下去。所以这样考虑倒也未尝不可。

更好的做法是用CP2K做AIMD，自然而然能描述这个过程，但能模拟的时间和空间尺度小得多。