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[GROMACS] gromacs模拟带电电极与电解质界面,怎么解决分子、离子与电极没有明显的作用?

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各位老师大家好,在论坛学习摸索gromacs的过程中自己在尝试模拟带电电极与含有有机溶剂电解质的界面。想先对一篇文章中的结果进行复现,但是在模拟过程中发现我自己产生的结果与文献中的有很大的差异,但是又不是很清楚自己哪些参数设置出现了问题,所以想在此请教一下各位老师,还请各位老师不吝赐教。
体系内存在一层石墨烯(原子类型为ca,只有石墨烯中的碳用到ca),水,吡啶,硫酸锌的阴阳离子。使用packmol建模,建模时候阴阳离子是分别放入盒子内的。

文献中的信息及部分结果:



信息来源:10.1002/anie.202302302
我的结果(模拟的盒子比文献中给出的大一些,被我按照比例扩大了):

模拟周期性使用的是pbc=xy,因为只有一个电极处于z=0 附近,pbc=xyz时候会有有分子处于z最大值处与电极之间存在一定相互作用。所以在模拟过程中考虑加过真空层,但是有过多的水分子进入真空层中。于是,上图结果是在使用wall的情况下对盒子的周期性进行限制。

wall = 2、 wall_type= cb cb(cb在top信息中与ca数值一致只是名字不同),石墨烯层使用freeze进行冻结。力场使用的是GAFF力场,除了水分子使用的是spce.itp,石墨烯层使用的是的原子类型为ca之外,其余的分子、离子的itp信息均通过使用orca计算,然后通过 Multiwfn 和 Sobtop 来获取的。

itp文件如下:

spce.itp (567 Bytes, 下载次数 Times of downloads: 24) py.itp (7.17 KB, 下载次数 Times of downloads: 30) Zn.itp (340 Bytes, 下载次数 Times of downloads: 34) SO4.itp (2.16 KB, 下载次数 Times of downloads: 26)



进行nvt模拟时候mdp文件使用的是:

nvtno.mdp (2.63 KB, 下载次数 Times of downloads: 64)


还请各位老师能够在百忙之中解答我的疑问,提出我在使用gromacs过程中存在的问题,非常感谢!

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发表于 Post on 2023-10-31 10:03:48 | 只看该作者 Only view this author
我说下我个人的理解,你用gromacs模拟,针对化学反应而言,是模拟到“开始反应前一刻”各个物种分布的一种统计结果的平均,而且石墨实际上是有p电子的,而gmx模拟时C的电荷设置必然为0,这就很难有电场上的作用,指望那点范德华力那肯定是舍本逐末的.  所以依据你的课题项研究的问题,建议换用lammps的reaxff或者cp2k里的gfn1-xtb方法

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2023-10-31 14:15:27 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 Wuwei 于 2023-10-31 16:33 编辑
moritaichi 发表于 2023-10-31 10:03
我说下我个人的理解,你用gromacs模拟,针对化学反应而言,是模拟到“开始反应前一刻”各个物种分布的一种 ...

感谢您的建议,我现在是刚开始学习使用gromacs,考虑过接下来也学习一下lammps。

目前是恰好找到了几篇有关于电极与电解质界面使用gromacs进行分子动力学模拟的文章,就想做一下初步尝试,练习一下。
在模拟过程中通过尝试在石墨烯的itp文件中的每个C原子给予 -0.02 C 的负电荷,来实现石墨烯与阴阳离子之间的静电作用。模拟体系静电荷不为零,运行过程中忽略了关于净电荷的warning。但是模拟结束后的离子、分子分布情况没有表现出特别明显的变化。

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发表于 Post on 2024-1-3 20:41:54 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 打豆豆的灰鸭 于 2024-1-3 20:45 编辑
Wuwei 发表于 2023-10-31 14:15
感谢您的建议,我现在是刚开始学习使用gromacs,考虑过接下来也学习一下lammps。

目前是恰好找到了几 .能不能加个正极,来平衡电荷呀

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发表于 Post on 2024-10-17 08:20:11 | 只看该作者 Only view this author
Wuwei 发表于 2023-10-31 14:15
感谢您的建议,我现在是刚开始学习使用gromacs,考虑过接下来也学习一下lammps。

目前是恰好找到了几 ...

您好,请问您现在还是使用这样的方法在进行模拟吗?有没有一些更好的解决方案啊

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