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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 分子模拟 » CPMD/CP2K » 【求助】能用CPMD判断一个小分子能否进入孔状化合物孔道吗?
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ChemiAndy

木虫 (正式写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
zh1987hs(金币+5, 模拟EPI+1): 谢谢！ 2011-06-28 08:56:11
(1) 如果只是考察能否进入孔道，问题可以描述为：把分子放到孔道内所得到的能量，与分子在孔道外的情况下的能量，是升高，还是降低？如果进入孔道后能量升高，且高的多，那么说明孔道禁止分子进入，反之，允许进入。

这样的话，只要做一系列能量计算，得到分子从孔道外进入孔道内的能量变化曲线。显示一下能量变化问题即可。

困难点是如何确定模型体系的孔道几何和分子尺寸。由于分子和孔道原子的作用会改变它们各自的结构，因此，每一步都要优化整个体系的几何结构。计算会比较慢些。

(2) 考虑另外一种情况，假如孔道是柔性的，有不止一种可能的结构， 并且有的结构允许分子进入，有的不允许。那么上面的计算就不能全面回答这个问题。孔道尺寸在特定的温度下会会由于原子热运动不断弛豫。这种情况下，最好要跑MD，计算一下分子进入孔道的自由能刨面(Profile of free energy, 或者Potential of mean force, PMF)。就是把分子用一个constrain force固定到孔道从外到内的一系列点上，分别跑MD，完了后WHAM公式计算整个过程的自由能垒，和平均进入时间。如果自由能垒很高，意味着分子不能进入，能垒低则能够进入。

和上面的能量计算相比，自由能计算的是一种平均的，统计意义的结果。这样的计算可以充分考虑孔道，或者底物分子的几何柔性，和热运动的影响。

(3) 特别需要注意的是，第一种计算中，我们假定底物分子是气态的。假如你的体系中，底物分子是凝聚态而不是气态，那么底物分子之间的作用对进入孔道的影响更大，那就必须使用MD的方法，因为按第一种方法计算得到的势能面可能是错误的，因为它不能正确反映分子在孔道外的自由能高低。
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2楼2011-06-28 08:46:17
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