计算锌离子和葡萄糖结合能初始模型设置问题

madhatter

1.我在复刻文献中水溶剂中锌离子和葡萄糖的结合能计算，按照文献的图放怎么算都不对，所以思考例如锂离子与苯环的相互作用可以通过对称性得知在中心轴线上，那葡萄糖和锌离子复合物的初始构型该怎么放。化学渣2.关于ORCA中设置SMD，请问是优化的时候不需要设置SMD，然后计算单点能在设置SMD吗？（后续我可能要设置低共融溶剂类离子液体的溶剂，是我要测量它的参数然后手动设置吗）
2.这篇文献计算的结合能是复合物减去两个单体，在学习高斯的案例中，计算锂离子与苯环结合能那节不是要BESS误差校正，得到一个更好更准确的相接能（？是叫这个吧），文章里没提到BESS，所以这个校正是可以省略只考虑趋势的吗？https://doi.org/10.1002/anie.202105756

sobereva

Frank 发表于 2022-7-25 11:11
谢谢社长，再请教您两个问题：(1) 如果是电解液盒子(没有电极)的XYZ PBC还需要设置真空层吗？(2) 界面体 ...

1 不用

2 除非模拟温度很高，否则由于分子间相互作用，本身也不会蒸发到真空层去。如果真出现了跑到真空区的情况，也可以加外势挡住

Frank

sobereva 发表于 2022-7-22 20:06
CP2K用平面波作为辅助基组，哪怕Z方向是非周期性的，Z方向也必须留出一定真空区，否则没法正常求解

谢谢社长，再请教您两个问题：(1) 如果是电解液盒子(没有电极)的XYZ PBC还需要设置真空层吗？(2) 界面体系Z方向加了真空层的话，怎么防止在AIMD模拟的时候电解液跑到真空层？

sobereva

Frank 发表于 2022-7-22 15:01
社长好，借楼请教个问题。关于真空层的设置有相关资料推荐吗？我现在做类似体系的AIMD，设置的是XY方向PB ...

CP2K用平面波作为辅助基组，哪怕Z方向是非周期性的，Z方向也必须留出一定真空区，否则没法正常求解

Frank

sobereva 发表于 2022-2-25 22:05
2 “另一个”语义不明

3 Z方向没必要考虑PBC，这样真空层还能减小不少来节约时间。其它地方没什么油水 ...

社长好，借楼请教个问题。关于真空层的设置有相关资料推荐吗？我现在做类似体系的AIMD，设置的是XY方向PBC，Z方向没有PBC也没加真空层，但是跑出来的电解液结构有点怪，电解液分子都推挤在一起，成键比较混乱，我想问下Z轴真空层不管Z方向有无PBC是不是一定要加的？多谢

madhatter

sobereva 发表于 2022-2-25 22:05
2 “另一个”语义不明

3 Z方向没必要考虑PBC，这样真空层还能减小不少来节约时间。其它地方没什么油水 ...

1.最近再跑金属界面电解液的aimd，先优化了结构，然后在电场作用下跑，我想问的是，aimd从开始跑例如1-1000fs阶段出现的变化，可以认为是可能发生的现象吗？例如我的体系500步以为氯离子去和尿素分子形成氢键，并稳定结构到5000fs，在5000fs后氯离子脱离然后吸附在锌金属表面，我想讨论这个形成氢键的过程，我认为是电化学反应中可能存在的现象，可以这么讨论吗？经典md似乎需要讨论长时间md平衡后的结构，而aimd从md开始在电场下就在不断运动，我理解后者的每一步似乎都是可能存在的。不知道这么理解是否正确。2.我跑了溶液盒子体系的aimd，跑了20ps，打算用msd算锌离子的扩散系数，我看其他文献横坐标都是ns或几千ps级别的，我的横坐标只有8ps，是否aimd可以做短时间的msd，如果要加时间，我看有关文献做的40ps，是否可行。

madhatter

sobereva 发表于 2022-2-25 22:05
2 “另一个”语义不明

3 Z方向没必要考虑PBC，这样真空层还能减小不少来节约时间。其它地方没什么油水 ...

想问一下结合能计算的问题
目前两个结构，一个是[zncl3eg]-是a结构，一个是zncl2egurea是二结构，eg是乙二醇，urea是尿素
1我想说明尿素与锌结合能更高，是E总-Ezn-2Ecl-Eurea-Eeg和E总-Ezn-E3cl-Eeg相比较？还是a结构解离一个cl和b结构解离一个尿素的能量相比，有点懵。
2我通过aimd算出来的rdf显示尿素要比氯离锌离子更近，是不是可以说尿素的结合能更高
3.最近研究想验证一个想法，多种原子的氢键作用是否可以固定氯原子，例如经常电化学反应过程中，氯离子在金属表面吸附，我想讨论讨论不同组分与氯离子产生多种氢键，使它固定在溶液‘’笼子‘’中，吸附在金属表面数量变少。初步想法是用orca跑电场下的aimd，不同电场大小下，氯离子氢键的断裂，去比较断裂发生的电场大小？或者计算不同构形和氯离子的氢键作用大小？不知道有别的类似的研究吗？
4 因为电化学过程出现了双电层超吸附现象，电化学还原过程出现成核过电位，即抑制了还原，所以我通过对基体和基体加吸附体系中各种分子氯离子等的计算，去比较他们之间的禁带宽度，讨论导电性，如果导电性变差是否可以证明这种抑制作用，还是有其他的方法去讨论。
打扰sob老师了

madhatter

sobereva 发表于 2022-2-25 22:05
2 “另一个”语义不明

3 Z方向没必要考虑PBC，这样真空层还能减小不少来节约时间。其它地方没什么油水 ...

谢谢sob老师，最近感觉aimd还是很有用的，就是比较吃资源，我打算经典和aimd都试一下。

sobereva

madhatter 发表于 2022-2-25 21:59
sob老师打扰了，我做了界面aimd，首先建模了四层锌金属原子和电解液的界面，我把四层锌原子都固定，对电 ...

2 “另一个”语义不明

3 Z方向没必要考虑PBC，这样真空层还能减小不少来节约时间。其它地方没什么油水，虽然用GFN-xTB便宜得多但精度和合理性上有风险

4 看有无类似问题的研究文章，如果有用经典力场跑的，也可以用GROMACS效仿着跑。各种离子和分子的拓扑信息都得有才能跑。用单原子离子有现成的，或者基于文献里的参数可以轻易手写，分子或多原子离子的可以用Sobtop（http://sobereva.com/soft/Sobtop）产生拓扑文件。
北京科音分子动力学与GROMACS培训班对动力学模拟的原理和GROMACS有十分系统的讲解，对各类体系给了海量例子，也有金属的模拟部分：http://www.keinsci.com/workshop/KGMX_content.html，学过后自然就能搞懂怎么实现模拟

madhatter

sobereva 发表于 2022-2-13 03:17
1 VMD自带的rdf插件里直接就能设考虑的帧号范围

2 语义不明。是否当周期性考虑看你是否恰当设置了盒子 ...

sob老师打扰了，我做了界面aimd，首先建模了四层锌金属原子和电解液的界面，我把四层锌原子都固定，对电解液进行了热裕，真空层10A，根据Multiwfn做了输入文件，电场强度用了0.0002a.u.我先进行了结构优化，然后在进行的md（无法加K点，一加K点就报错说这种方法不能用K点）
1.我想做电池负极界面的模拟，这个电场强度方向怎么分辨，我用正的方向可以进行md，如果用负的则很难收敛，建模是否有误（我另一种个想法是做两个锌金属层夹着电解液 从经典md文章找到类似的）
2.使用OT选型收敛速度更快些，OT和另一个应该怎么选
3.目前用64核节点跑该体系290原子，12h跑了500步，想问一下有别的方法优化这个速度吗？aimd需要跑10ps以上吗？（我想讨论的仅仅是电极表面受电场作用下分子分布和移动，例如氯离子的吸附等问题，不计划引入反应，因此电场给的不高）
4.在思考如果讨论电场作用下的界面分子排布是否更大体系的经典md更适合，再看gmx的教程，关于拓扑文件一直不太懂，如果的建模是多种类分子原子，是不是我需要生成每种分子原子的拓扑文件然后放在一起去合成拓扑文件，还是有类似软件可以读取模型结合力场生成拓扑文件。
最后推荐一篇文章，最近浙江工业的science，https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn1818用的vasp做的界面电解液aimd，使用促进阴离子分解用于形成sei膜，实现长循环电池。他的研究是在0-450fs内完成了阴离子分解再与锂结合的反应，一共跑了12ps。很好奇，一直到12ps是为了什么？

sobereva

madhatter 发表于 2022-2-12 23:23
谢谢sob老师，1.vmd做rdf的原子选择如何弄， 我用的type zn       name O and index xxx to xxx(xyz格式 ...

1 VMD自带的rdf插件里直接就能设考虑的帧号范围

2 语义不明。是否当周期性考虑看你是否恰当设置了盒子，以及输入文件里怎么设的关键词
把问题充分描述清楚，“溶剂连续”是什么鬼，如果是连续溶剂模型（隐式溶剂模型），干嘛要开它？加电场要做甚？

3 没事甭鼓捣非主流的东西，比起直接跑BOMD又没什么非常显著的好处

madhatter

sobereva 发表于 2022-2-10 10:11
Extensions - Analysis - Radial pair distribution function直接就能用来对轨迹计算rdf

没什么问题

谢谢sob老师，1.vmd做rdf的原子选择如何弄， 我用的type zn       name O and index xxx to xxx(xyz格式取最后一帧的尿素编号)，这样算下来应该是一帧里锌和尿素里氧的rdf还是统计了所有帧的锌与尿素中的氧，我想得到的是5000帧里锌与尿素中的氧的rdf平均(体系中还有别的分子含有氧)。
2.其次目前建模了固液界面，建立cp2k的输入文件，显示的这个模型是xyz周期性吗？不太理解这种固液界面建模原理。我用ms的bulid layer建的模，先固定了固体金属，然后优化(对于离子液体这种溶剂，需要用溶剂连续那个选项吗？)，优化后加了电场去跑md，结果是基本不收敛，每一步都是达到200上限，想问一下如何解决。

3.最近在看二代cpmd，想问一下关键词输入是Multiwfn中控温选项里的LANGEVIN吗？还是有别的关键词使用二代的cpmd，这种方法可以用在过渡金属上吗，例如锌晶面的电解液动力学。 打扰sob老师了
&MD

ENSEMBLE LANGEVIN

&LANGEVIN

GAMMA 0.001 # gamma L

NOISY_GAMMA 1E-4 #gamma D

&END LANGEVIN

sobereva

madhatter 发表于 2022-2-9 19:01
sob老师过年好，我用dft跑完了两种体系，结果很符合预期，现在打算做锌离子与尿素中氧的径向分布函数，因 ...

Extensions - Analysis - Radial pair distribution function直接就能用来对轨迹计算rdf

没什么问题

建模没什么费劲的。金属界面弄好了，用packmol之类插入液体分子到它上面，然后再做控压MD消掉真空区就完了。

madhatter

sobereva 发表于 2022-1-26 01:45
1 肯定得换DFT继续跑，否则缺乏说服力。就算真的只用GFN-xTB来跑，也得从优化的单体结构、配体解离能等角 ...

sob老师过年好，我用dft跑完了两种体系，结果很符合预期，现在打算做锌离子与尿素中氧的径向分布函数，因为锌离子放得少，所以打算做稳定阶段最后5ps的轨迹里锌离子与尿素中氧的径向分布函数。vmd中单纯一帧里用name O and index xxx to xxx可以得到不同结构里的氧和锌的rdf，但是对于5000帧我就不知道怎么去处理了。我将两种结构做了静电势分析，zncl4明显更负，我打算说zncl4得电子能力较弱，锌离子不容易被还原。不知道合不合理。
其次是sob老师有推荐关于固液界面建模的方案吗，再搜这部分内容没有太详细的教程。打算做锌电极表面做电解液的aimd。

sobereva

madhatter 发表于 2022-1-24 23:04
sob老师晚上好，我用cp2k 里gfn1-  xtb，跑了一个包括锌离子 乙二醇  胆碱阳离子  氯离子的800原子体系， ...

1 肯定得换DFT继续跑，否则缺乏说服力。就算真的只用GFN-xTB来跑，也得从优化的单体结构、配体解离能等角度证明GFN-xTB和DFT（或其它靠谱的方法）算出来的结果相近。

2 DFT跑完了再说

3 看你想比较什么。比较结构、结合能，就把Cl放氢对面然后优化结构、计算结合能之类的
可视化作用区域可以用Multiwfn做IRI或IGMH分析。

4 CP2K跑DFT做AIMD研究这个没问题。