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[GROMACS] gromacs跑完电解液的平衡后盒子中出现明显的分布不均匀现象

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老师好,我在用gromacs做电解液的分子动力学模拟并分析溶剂化。我的电解液是水系锌离子电解液,溶质是Zn(OTF)2,溶剂是水,添加剂是乙二醇二甲醚DME。前期所有的准备文件(包括top、gro、itp)均是采用Multiwfn程序(计算RESP电荷得到chg文件)+Sobtop程序生成。其中阴离子和阳离子的电荷采用了0.8的缩放。跑完eql1和eql2(下面提供了这两步的mdp设置截图)两步平衡后,用vmd打开输出的gro文件发现DME和水出现了明显的分布不均匀,DME大部分聚集到盒子的一侧,H2O和阴阳离子聚集到另一侧。实际情况中这个电解液是均相的,没有分层现象。我的问题是,我觉得经过eql1和eal2的平衡后,应该足够是整个体系平衡,但为什么仍然出现明显不均的现象?而这种现象的问题主要与什么有关?我现在有点不太清楚该如何调整设置。
(下图附上了平衡后的模拟快照图、eql1和eql2两步的mdp设置截图)
         

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Dreamer1 发表于 2025-8-12 03:22
好的老师,我没有表述清楚。(1)用TIP3P模型+DME(2)用SPCE模型+DME,分别跑了MD,均出现明显的不均匀( ...

算RESP电荷时要带上溶剂模型,溶剂环境会极化电荷分布,不考虑溶剂效应会导致原子电荷数值偏小,进而低估物质与水的静电相互作用强度,可能由此导致无法自发混合
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 14 hour ago | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2025-8-12 02:39
“都分别与DME混溶跑了MD”语义不明。如果混溶是作为初始结构,要说清楚

具体交代RESP电荷怎么算出来 ...

好的老师,我没有表述清楚。(1)用TIP3P模型+DME(2)用SPCE模型+DME,分别跑了MD,均出现明显的不均匀(分层)。H2O的电荷就是直接从gromacs自带的top里面找到的itp文件中的电荷;DME是先通过gaussian对DME分子做opt+freq(B3LYP/6-311G**,没有用溶剂模型),将得到的fchk文件拖入Multiwfn程序依次输入7、18、1计算RESP电荷得到chg文件,将chg、mol2和fchk文件结合Sobtop程序得到Gaff力场下的itp、top、gro文件。以上是生成DME分子的输入文件的整个过程

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发表于 Post on 15 hour ago | 只看该作者 Only view this author
Dreamer1 发表于 2025-8-11 20:33
老师,我试了一下只有DME和水混合跑MD,H2O试了两种模型(SPCE和TIP3P),都分别与DME混溶跑了MD,发现仍 ...

“都分别与DME混溶跑了MD”语义不明。如果混溶是作为初始结构,要说清楚

具体交代RESP电荷怎么算出来的,用的什么级别、什么溶剂环境
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 楼主 Author| 发表于 Post on yesterday 20:33 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2025-8-10 16:11
OTF也改成GAFF的参数
并且可尝试让sobtop产生GAFF2代替GAFF再看看情况
并且先确保只跑DME和水的时候确实 ...

老师,我试了一下只有DME和水混合跑MD,H2O试了两种模型(SPCE和TIP3P),都分别与DME混溶跑了MD,发现仍然是不均匀分布,甚至是明显的分层,难道是这两个分子本身的结构或itp出现了问题?

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发表于 Post on 前天 16:11 | 只看该作者 Only view this author
OTF也改成GAFF的参数
并且可尝试让sobtop产生GAFF2代替GAFF再看看情况
并且先确保只跑DME和水的时候确实能互溶。并且可尝试先少加点Zn(OTF)2,看是否只有其数量多的时候才不互溶
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 楼主 Author| 发表于 Post on 前天 14:36 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2025-8-10 04:52
诸如DME这种普通有机物一律用GAFF参数,仔细看http://sobereva.com/soft/Sobtop/#FAQ11
所有拓扑文件全作 ...

好的,卢老师。我参照您的最新指导,重新对DME溶剂分子和OTF阴离子的itp文件更新了,跑完NPT8ns后,仍然存在很明显的不均匀现象。现在我将top文件和itp文件上传在附件中了,麻烦老师帮我看一下哪里出问题了,感谢老师
Bulk-RESP1.zip (320.06 KB, 下载次数 Times of downloads: 4)




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发表于 Post on 前天 04:52 | 只看该作者 Only view this author
诸如DME这种普通有机物一律用GAFF参数,仔细看http://sobereva.com/soft/Sobtop/#FAQ11
所有拓扑文件全作为附件上传,不要贴截图。
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sobereva 发表于 2025-8-5 02:38
水分子必须用专门的水模型,不要用GAFF
“0.8的缩放”不是普适性做法。去掉这个再试

老师,按照建议,我调整了,采用SPCE水模型,并且取消电荷缩放,NPT平衡10ns后仍然出现不均的明显现象。我附上了top和itp截图,请老师帮我看一下,哪里还有问题
                 

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 楼主 Author| 发表于 Post on 7 day ago | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2025-8-5 02:38
水分子必须用专门的水模型,不要用GAFF
“0.8的缩放”不是普适性做法。去掉这个再试

好的,老师,我理解了,根据您的指导,我再进行尝试,谢谢老师!

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Dreamer1 发表于 2025-8-5 01:42
好的,我正在跑。然后我对刚才的轨迹文件采用gmx density分别计算了XYZ三个方向的密度分布,发现确实在其 ...

水分子必须用专门的水模型,不要用GAFF
“0.8的缩放”不是普适性做法。去掉这个再试

影响结果的关键是拓扑文件,光给mdp毫无用处
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 楼主 Author| 发表于 Post on 7 day ago | 只看该作者 Only view this author
spinel 发表于 2025-8-4 10:25
同学,可以试试模拟水和DEM混合的,不加阴阳离子,看看会不会分层

好的,我正在跑。然后我对刚才的轨迹文件采用gmx density分别计算了XYZ三个方向的密度分布,发现确实在其中一个方向出现了明显的密度分布不均匀的现象。我现在在质疑用gaff力场定义水分子是否正确的?并且我不清楚分层的原因是在哪个设置上出现的问题

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发表于 Post on 2025-8-4 10:25:58 | 只看该作者 Only view this author
同学,可以试试模拟水和DEM混合的,不加阴阳离子,看看会不会分层

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