求助簇模型计算小分子在COF孔道中的迁移能垒

shengd13

各位老师，我最近想模拟小分子氨基酸穿越cof孔道时的迁移能垒。
最开始的想法，因为是材料计算，比较典型的手段还是采用第一性原理，但是用vasp计算的时候，发现有两个主要问题：（1）氨基酸在水中解离产物，以及COF本身的基团都是带电的，我的研究中，电性排斥是影响穿越能垒的一个重要因素，不可忽略。而vasp处理带电体系似乎效果不好，实际操作时结构优化的结果也匪夷所思；（2）vasp中添加溶剂环境只能用水分子模拟。基于以上两个问题，又看到社长关于簇模型的介绍，决定采用簇模型来计算。
采用簇模型计算的时候，最初有一个问题，就是抠出来的簇模型在结构优化时明显变形了，与COF的二维结构相差甚远。在论坛中与老师讨论，并查阅社长的帖子后，决定将边界原子固定，之后簇的结构优化后基本保持平面结构，且重点关注有相互作用的基团可以驰豫，基本达到了构建簇模型的目的。
随后，将小分子氨基酸放在可能的吸附位点，进行结构优化于能量计算。这时候有一个问题，就是小分子氨基酸与簇之间可能存在排斥力，因此虽然我在初猜结构的时候把他们放的比较近，结构优化完后，二者的距离会变得很远，从而导致二者之间没有相互作用，体系总能量几乎不变。但是我考虑的模型是，沿氨基酸穿越COF孔道的路径上取五个固定的点，分别计算五个点的体系总能，从而作差得出穿越能垒，但是结构优化时小分子氨基酸的位置总是发生了巨大改变，进而趋向于二者没有相互作用。请问各位老师，这一计算思路是否合理，这种结构优化时分子位置不按预想的来应该怎么处理呢？
感谢指导！

wzkchem5

这种体系建议用metadynamics计算，因为可能的穿越孔道的构象太多了，必须对所有构象做Boltzmann平均，而且存在很多非谐性振动模，谐振近似也不适用，所以按过渡态理论算的能垒会非常不靠谱。

shengd13

wzkchem5 发表于 2022-10-5 15:51
这种体系建议用metadynamics计算，因为可能的穿越孔道的构象太多了，必须对所有构象做Boltzmann平均，而且 ...

好的，谢谢，我再学习一下metadynamics

七尺贱

富勒烯穿越CPP碳环时，有的文章只优化了位置3，剩下的位置都是单点，类似于做了一个刚性的扫描

shengd13

七尺贱 发表于 2022-10-5 19:41
富勒烯穿越CPP碳环时，有的文章只优化了位置3，剩下的位置都是单点，类似于做了一个刚性的扫描

谢谢您的回复，这个做法确实是当下对于我来说最易实施的方案了