在材料制造企业做VASP机理研究咋定量化的季度指标？

徐帅气

如题，小弟今年刚小硕毕业入职一家金属基复合导电材料研发生产公司做工业仿真，支持实验手段难以解决的机理解释，提供小试和中试流程的优化方向以及对实验数据进入挖掘等工作。小弟读研期间学分子动力学LAMMPS软件，了解公司概况后，深感所学不够，近来又自学了VASP软件，每天也在看文献，写方案，考虑怎么和实验结合，怎么得到对生产有益的结论。然而，每次和实验组交流都感觉很头痛：一是，解释方法的有效性比较费劲，重点在小尺度模型和较小的时间尺度如何跟动辄几十公斤级、微米级颗粒和数小时实验过程勾连上，比如实验上遇见问题时如果也侥幸抽象出模型以后怎么得出可行的结论，另一方面仿真以后其实实验上也难有对应的调控手段；二是，作为生产主体，一切指标都以产量和效益挂钩，不仅要从0到1，更重要的是从1到百，稳定生产，那么小弟不知咋去写本方向的工作指标，怎么把微观数据放大到实验级别，对实验有用。俺是民科，首次发帖，如有哪做的不对，敬请指正哈。

wzkchem5

如果跑MD的话，确实面临时间尺度和实际体系严重不匹配的问题，计算是几ns甚至几ps，实验是几个小时。这种情况下实验那边如果不信，没有好办法。
但是metadynamics、过渡态理论等计算还是可以描述小时级的过程的。所以关键在于让实验组知道，实际发生几小时的反应，计算上不需要逐帧模拟这几小时的过程，也可以算出合理的结果。此外还有一个trick，就是计算和实验比较的时候，尽量取对数再比较。比如不要比计算和实验的半衰期、反应速率，而是比表观活化能、活化自由能；不要比氢离子浓度，而是比pH。对于内行而言取不取对数都是一样的，对于外行而言取对数以后显得误差小很多。比如速率常数误差20倍，和活化能误差2kcal/mol，其实差不多，但是外行很容易对前者嗤之以鼻，却对后者大加赞许。
空间尺度问题，如果怕实验组嫌你空间尺度和实验差太多的话，可以弱化超胞大小、原子/分子个数等信息，强调体系组成比例等信息，让实验组形成“你研究的不是一个单独的超胞，而是无穷多个超胞排成的周期性体系”的概念。

徐帅气

wzkchem5 发表于 2023-10-20 23:40
如果跑MD的话，确实面临时间尺度和实际体系严重不匹配的问题，计算是几ns甚至几ps，实验是几个小时。这种情 ...

谢谢指点，都在摸索中，表达方式的侧重点确实很重要。具体的理论，实验组根本没那个时间和精力去听，只能选择他们最关注的东西去表达。

趣宝集

很有趣的帖子，后来在企业拟工作指标还顺利吗？蹲一个后续

doh88330

wzkchem5 发表于 2023-10-20 23:40
如果跑MD的话，确实面临时间尺度和实际体系严重不匹配的问题，计算是几ns甚至几ps，实验是几个小时。这种情 ...

我最近也在疑惑关于空间尺度的问题，看了您的回答非常受启发，但还是有一些疑惑的地方希望您能给予解答。
我做的体系是油包水乳状液体系，从微米级别的尺度上来看，油包水乳状液是油作为外相，里面有很多乳化水滴分散在油相中。但是看了一些文献，对于这种油包水乳状液体系的分子模型构建，都是将水分子直接填充进装了不同烃类分子（作为油相）的盒子中，这里的水分子显然不是水滴的状态。因为水滴和油相之间还有乳化剂膜，所以我一直觉得这种处理方式从空间尺度上来看不太合理。但是这些文献不乏一些一区的TOP期刊论文。。。所以我现在很困惑，到底这类的问题可以怎样简化处理？处理的原则是什么？怎样能够说服读者和审稿人证明我的尺度上简化没有问题。非常感谢！

wzkchem5

doh88330 发表于 2024-3-29 01:45
我最近也在疑惑关于空间尺度的问题，看了您的回答非常受启发，但还是有一些疑惑的地方希望您能给予解答。 ...

如果水滴的尺度远大于盒子的尺度的话，我觉得可能可以把油水界面当作平坦的界面来处理？也就是整个盒子一半油一半水，中间是乳化剂

doh88330

wzkchem5 发表于 2024-3-29 16:33
如果水滴的尺度远大于盒子的尺度的话，我觉得可能可以把油水界面当作平坦的界面来处理？也就是整个盒子一 ...

从目前的一些文献来看，如果要研究界面上的性质的话，就会做两个盒子：油盒子、水盒子，然后中间插入一些沥青质或者胶质作为乳化剂，夹层放一点真空层。
但这是针对界面的特性，可以这样建立模型，但如果模拟整个乳液的（比如乳液和壁面之间的关系），这里的油水模型该如何建立呢？毕竟水滴是微米级别的，我们也尝试建立一些水球（纳米级的）放在油盒子里，但是尺度差太多，会不会有问题？有一些文献是这么做的，但总感觉不太对呢=。=

wzkchem5

doh88330 发表于 2024-3-29 12:34
从目前的一些文献来看，如果要研究界面上的性质的话，就会做两个盒子：油盒子、水盒子，然后中间插入一些 ...

你是说研究壁面、油、水的三相界面吗？那我觉得也可以把油和水的界面近似成平坦的界面吧。假设盒子尺寸几十nm，水滴尺寸1微米，那么只要壁面不是极其亲水或者极其疏水，接触角既不是特别接近0度也不是特别接近180度，那么在三相接触点附近，三相两两之间的界面应该都是很接近平面的。

doh88330

wzkchem5 发表于 2024-3-30 03:17
你是说研究壁面、油、水的三相界面吗？那我觉得也可以把油和水的界面近似成平坦的界面吧。假设盒子尺寸几 ...

其实不是。。。可能我没太描述清楚，我再看看其他文献，非常感谢您的回复