想问问大家关于弱相互作用的研究

yyllxx

卑微研究生在线求助。研二在读，研究方向为太赫兹光谱检测技术，具体研究内容如师姐曾发帖所说.
我研究的内容主要是 第一步：用太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术检测某几种密切相关的物质（这些物质的纯度都大于98%）    实验数据经傅里叶变换等处理后做图得到太赫兹光谱
第二步：接着运用Gaussian09软件对这些物质（从CCDC提取的某几种物质的晶体结构参数 经某些手段后获取这几种物质的团簇分子或者晶胞构型）进行几何构型优化和频率计算 将最终计算结果数据导出用Origin软件做光谱图
第三步：然后用PED方法分析 太赫兹实验谱中吸收峰的振动机理 以及再用RDG等方法分析分子间的氢键等弱相互作用
整个论文工作大致流程是这个样子（师姐迷茫完我迷茫，届届迷茫）
http://bbs.keinsci.com/thread-14048-1-1.html


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我再简单介绍下太赫兹技术，方便大家解决我的困惑~
太赫兹波段是指处于 0.1 THz ~ 10 THz 之间的频段，是一种在高频处于红外光重合，低频处与微波重合，正好处在电子学和光子学过渡这一特殊位置的辐射。太赫兹时域光谱能够采集到被测物丰富的物理及化学信息，包括分子间范德华力、氢键等弱相互作用以及许多大分子的骨架振动等等，总的来说（对于我的方向而言），太赫兹光谱技术是研究分子内及分子间弱相互作用的实验方法（光谱包含所需信息，如师姐第二步所说），通过化学计算分子间弱相互作用是理论方法（师姐第三步所说），理论结合实验分析，我的课题大致就是这个过程。
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目前，我有两个困惑想得到大家的帮助与指点：
1、课题组的师兄师姐把弱相互作用分析作为课题创新点，所以，RDG、IGM、GMH、EDA-FF和Hirshfeld 这些弱相互作用分析方法都相继被师兄师姐所用，我尝试了其他的弱相互作用分析方法，从可视化、分析结果等角度都不够理想，导致我没有“属于自己的弱相互作用分析方法”作为创新点，我向老师说了我的“焦虑”后，老师回我“除了采用新的分析方法，用过的方法也有应用的价值，可以选择一两种用过的比较好的方法来分析你的结果。即使创新不够，在学位论文中也可以增加工作量。” 所以，如果用师兄师姐的方法发小论文应该没问题，但是在课题组来说，我只是换了物质而已，没有自己的创新，所以，想知道，大家为什么会研究弱相互作用？有没有我这样的困惑？.
2、课题内容是利用太赫兹时域光谱技术进行物质检测，由于实验室其他老师不是这个方向，所以开组会的时候，都被提问“你为什么要研究这个光谱”、“你的研究有什么意义，有什么实用价值”、“你为什么研究这个物质”等奇奇怪怪可可爱爱的问题。于是，我去查大家为什么要研究红外光谱、紫外光谱等光谱。红外现在这么成熟的技术，红外光谱的研究还在进行，论文中的说辞千篇一律，“为了建立指纹谱”，至于实用价值无人提及，太赫兹这个还不成熟的领域，光谱能有什么用？可是我的课题就是做这个的，我也只能跟着师兄师姐“三步法”最后发文章毕业。 所以，我三年的研究真的是浪费时间毫无意义吗？感到前所未有的迷茫~

其实，我也可以用第一性原理而非量子力学进行理论计算 作为创新点，但是我本科是仪器科学与技术，没有化学背景，这项工作对我来说难度有点大，需要花费很多时间，研二的我还需要为明年找工作学习相关，不能把大把时间放在课题，只想卑微保毕业

wzkchem5

我觉得可以在计算方法上面做一些新的尝试，比如高斯的色散校正最多用到D3，但ORCA里可以用到D4，一般而言更准，可以探讨一下DFT-D4对于太赫兹光谱的精度是否有益，做个benchmark文章（假如目前还没人做过的话）。也可以用ORCA的HFLD方法，分子内用HF描述，分子间的色散用DLPNO-CCSD(T)描述，计算耗时相比HF增加不大，但原则上对色散的描述比一般方法精确。
至于分析方面，无论是DFT-D还是HFLD的色散能都可以拆分成原子对的贡献的加和，这也是一种分析方法。

yyllxx

wzkchem5 发表于 2020-11-2 16:07
我觉得可以在计算方法上面做一些新的尝试，比如高斯的色散校正最多用到D3，但ORCA里可以用到D4，一般而言更 ...

谢谢您
从计算精度改进确实是一个很好的切入点，因为实验与理论光谱吻合度不高，我目前用高斯的D3色散校正进行计算，接下来我试试ORCA的D4校正，希望结果有改进~非常感谢。
您提到拆分成原子对的贡献的加和，能详细说说吗或者有参考文献吗? 我不太懂。

wzkchem5

yyllxx 发表于 2020-11-2 16:19
谢谢您
从计算精度改进确实是一个很好的切入点，因为实验与理论光谱吻合度不高，我目前用高 ...

可以看一下https://doi.org/10.1063/1.3382344，第(3)式，DFT-D的色散作用能是对原子对的求和，所以可以拆成每个原子对的贡献。高斯好像不能打出每对原子分别的贡献，但orca可以。
另外刚才想到，DFT-D看的是色散作用，但是位阻作用应该也同样重要，可以用NBO位阻分析计算位阻能，分析每对原子对位阻能的贡献。

yyllxx

wzkchem5 发表于 2020-11-2 19:38
可以看一下https://doi.org/10.1063/1.3382344，第(3)式，DFT-D的色散作用能是对原子对的求和，所以可以 ...

好嘞，谢谢您~

sobereva

yyllxx 发表于 2020-11-2 16:19
谢谢您
从计算精度改进确实是一个很好的切入点，因为实验与理论光谱吻合度不高，我目前用高 ...

拆成原子对非常适合用Multiwfn的基于力场的EDA-FF分析
使用Multiwfn做基于分子力场的能量分解分析
http://sobereva.com/442（http://bbs.keinsci.com/thread-10907-1-1.html）

yyllxx

sobereva 发表于 2020-11-11 02:30
拆成原子对非常适合用Multiwfn的基于力场的EDA-FF分析
使用Multiwfn做基于分子力场的能量分解分析
http ...

谢谢社长，正打算这么做

root1

我也想知道为什么要研究弱相互作用？同问

乐平

root1 发表于 2023-12-27 20:00
我也想知道为什么要研究弱相互作用？同问

弱相互作用虽然单独来看，的确比较弱。比如范德华力，氢键等。但是对于高分子而言，分子链之间的范德华力或氢键多到一定程度之后，也变得很强了。高分子材料的宏观性质中有很大一部分是由于这些“弱相互作用”提供的。

另外，水的特殊性质，例如水的高沸点也是由于分子之间的氢键作用造成的。水团簇以及质子化的水团簇依旧是研究的热点，也不乏用太赫兹光谱的方法来研究这一课题。