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[综合交流] 求助:如何模拟少量掺杂模式下的两种分子排列堆积及紧密程度衡量

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本帖最后由 王光明 于 2021-9-25 19:28 编辑

老师和各位大佬,想问一下,科研通过计算模拟两个不同分子的最优排列堆积,并通过计算体现堆积的紧密,作用强弱吗?最好是少量的A分子掺杂到B分子中。
目前初步尝试了用packmol,把一个A分子mixture到200个B分子中,不知道这种对不对,也不知道接下来怎么做体现堆积的紧密和作用强弱。烦请各位给小弟支支招,拜托啦!

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发表于 Post on 2021-9-27 13:25:26 | 只看该作者 Only view this author
先说清楚A和B都是什么分子,模拟的是什么状态,液态还是固相
北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-9-27 15:53:02 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2021-9-27 13:25
先说清楚A和B都是什么分子,模拟的是什么状态,液态还是固相

谢谢社长大大的回答,A分子是轴手性联萘分子,B是有机螺环二酚分子,都是原子数20-40个左右,想要模拟固相状态下A分子在大量B分子环境中分散排列情况,需要衡量堆积紧密程度

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发表于 Post on 2021-9-27 20:10:53 | 只看该作者 Only view this author
最优排列堆积不是能简单计算的问题,这涉及到晶体结构搜索问题
不讲究的话,可以先试试做模拟退火,跑MD过程中很缓慢地从高温降到低温,然后考察考察排布状况

堆积的紧密没有唯一考察方法。可行的做法有一些,比如做IGM图形化分析,见
通过独立梯度模型(IGM)考察分子间弱相互作用
http://sobereva.com/407http://bbs.keinsci.com/thread-9472-1-1.html
使用Multiwfn结合CP2K通过NCI和IGM方法图形化考察固体和表面的弱相互作用
http://sobereva.com/588http://bbs.keinsci.com/thread-21742-1-1.html

Hirshfeld surface分析,见
使用Multiwfn做Hirshfeld surface分析直观展现分子晶体和复合物中的相互作用
http://sobereva.com/701http://bbs.keinsci.com/thread-43178-1-1.html

自由体积以及自由区域的可视化,见
使用Multiwfn计算晶体结构中自由区域的体积、图形化展现自由区域
http://sobereva.com/617http://bbs.keinsci.com/thread-25241-1-1.html
使用Multiwfn图形化展示分子动力学模拟体系中的孔洞、自由区域
http://sobereva.com/539http://bbs.keinsci.com/thread-16491-1-1.html

至于作用强弱问题,可以算算相互作用能。既可以在力场级别下做,比如GROMACS里用能量组,或者用下文的做法
使用Multiwfn做基于分子力场的能量分解分析
http://sobereva.com/442http://bbs.keinsci.com/thread-10907-1-1.html
或者抠出来算得动的尺寸的团簇,在量子化学级别下算弱相互作用能
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-9-28 09:50:26 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2021-9-27 20:10
最优排列堆积不是能简单计算的问题,这涉及到晶体结构搜索问题
不讲究的话,可以先试试做模拟退火,跑MD过 ...

好的,谢谢社长大大

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-9-28 21:22:15 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2021-9-27 20:10
最优排列堆积不是能简单计算的问题,这涉及到晶体结构搜索问题
不讲究的话,可以先试试做模拟退火,跑MD过 ...

社长大大,再问几个补充问题,这个建模用packmol建模可以,还是有其他更好的方法?模拟退火的话一般用哪个软件好一些呢?

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发表于 Post on 2021-9-28 21:51:42 | 只看该作者 Only view this author
王光明 发表于 2021-9-28 21:22
社长大大,再问几个补充问题,这个建模用packmol建模可以,还是有其他更好的方法?模拟退火的话一般用哪 ...

packmol只是随机性地产生堆积结构,很不致密,和实际状态也有很大差异。你可以认为packmol产生的结构并没有什么化学意义,只适合作为MD等目的的初始结构。

模拟退火用GROMACS就可以做,速度非常快,十分灵活,而且开源免费,用户很多(见http://sobereva.com/599),北京科音还有专门的培训班(http://www.keinsci.com/workshop/KGMX_content.html
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sobereva 发表于 2021-9-28 21:51
packmol只是随机性地产生堆积结构,很不致密,和实际状态也有很大差异。你可以认为packmol产生的结构并没 ...

嗯嗯,感谢社长大大的回答。因为packmol产生的结构不够紧密,需要进一步做能量最小化、NVT、NPT平衡处理完再模拟退火吗?

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发表于 Post on 2021-9-29 10:12:04 | 只看该作者 Only view this author
王光明 发表于 2021-9-29 09:31
嗯嗯,感谢社长大大的回答。因为packmol产生的结构不够紧密,需要进一步做能量最小化、NVT、NPT平衡处理 ...

NVT完全多余
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