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qq364085265

金虫 (著名写手)

[交流] 分子动力学模拟的时间、体系大小和温度的争议问题!!

大家好,现在做分子动力学模拟已经有一段时间了,但是每次出去开会或者与做传统实验的老师讨论的时候,都会遇到以下几个问题争论很久,希望大家多多交流,给予指导和帮助。
1、分子动力学模拟的时间
    主要是质疑时间尺度太短ps级,顶多ns,这与真实实验时间差距很大,不能说明和指导实验中的一些反应过程和实验结果。
2、体系大小
    主要是质疑聚合物的模型,我们一般选取几百个聚合度,几十个聚合度甚至更小的理论模型进行计算,然而现实体系至少是上万个聚合度甚至上百万,还有分子间缠绕和相互作用,因此模拟中使用这么一点片段感觉以偏概全,不能表现出实际聚合物材料的性质。
3、模拟温度
    目前模拟一些化学反应,为了能在模拟的短时间尺度范围内观察到较完整的反应过程,我们(参考过许多国内外文献)通常选用较高温度,如1000K,2000甚至更高来加速分子模型的反应。主要被质疑的原因很明显了,温度太高,某些现实实验中达到这个温度就瞬间融化或者是去原有性质,已经没有意义了。

目前我一般这样跟他们解释:
1、关于模拟时间,我们使用分子模拟的这样一种方法就是为了观察到分子振动过程以及一些实验中难以观测到的微观变化,这些微观变化都是发生在极短时间内的,因此。。。。。。
2、关于体系大小,如果要建立与实际体系相当的理论模型,第一,计算量太大不现实;第二研究局部微观反应机理时,模型太大反而不利于模拟结果的观察和分析,从分子模型角度来说,选取聚合物中的某一片段来代替实际体系也能在一定程度上指导实验;
3、关于温度,因为分子动力学模拟是研究极短时间范围内分子的构象变化和反应过程,为了能使之在这么短的时间内发生反应,只能提供高温,以高能量促使反应加速,并且已有文献表明这样的高温不会导致反应路径发生变化。并且能拟合出与实验数据相当的阿罗尼乌斯动力学曲线。

但即使这样跟他们解释了,还是得不到认可,我个人觉得任何一种研究方法都有其优点和局限性,不能拿我们分子模拟的缺点跟实验的优点相比较,分子模拟在微观角度确实可以提供更深层次的理解和指导作用。希望大家踊跃交流,为分子模拟研究方法提供更多更好的论证和理论基础。谢谢!!!
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qq364085265

金虫 (著名写手)

期待高手能给出答案,。。,
11楼2014-06-15 18:01:10
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qq364085265

金虫 (著名写手)

引用回帖:
13楼: Originally posted by tawfischer at 2014-06-15 21:12:06
我一般不会出去说自己是搞理论化学之类的,我不是做方法的,只是用现成的方法去做一些机理,内心也是希望对实验研究有所帮助,现在的不少理论计算研究距离实际太远了,但是很炫很新,引用率也不低。我更希望别人认可 ...

确实,其实理论计算只是一种研究方法而已,用以辅助证明实验结果或指导实验。我觉得我说的这三个问题是一个普遍存在的现象,但是许多文献里面好像避而不谈这些问题一样,很令人费解。。。
14楼2014-06-16 09:51:54
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qq364085265

金虫 (著名写手)

引用回帖:
16楼: Originally posted by xiewuhua at 2014-06-16 19:48:27
赞!高聚物也是由单体或者低聚物聚合而来。分子动力学模拟高聚物的片段也能够反映出聚合反应的initial steps and underlying mechanism,故对实验还是有很大的联系。(一点拙见)
...

我也是你这么想的,不过有次我模拟超高分子量聚乙烯(UHMWPE)只建了几十个聚合度的片段,被别人说这模型连聚乙烯(PE)都算不上,更别提超高了,。其实我觉得这只起到一个趋势和指导作用,并不是说用模拟完全代替实验,。。
17楼2014-06-17 08:50:09
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qq364085265

金虫 (著名写手)

引用回帖:
18楼: Originally posted by zsw890820 at 2014-06-26 21:40:05
楼主 我老板让我学习分子模拟 但不知道MS6.0对电脑配置要求是怎么样的   楼主是分子模拟的高手 请指点一下  谢谢...

我是菜鸟。,。互相交流互相学习。。电脑配置要看你具体算什么东西。第一性原理量子计算要求要高点。经典力学计算要求低点,当然还要看多大体系。最后使用Linux进行任务计算。(当然我是用的windows)
19楼2014-06-27 08:24:41
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qq364085265

金虫 (著名写手)

引用回帖:
20楼: Originally posted by thanking1669 at 2014-07-04 11:12:55
楼主的第一个问题的答复有点牵强

哎,。我觉得这些问题回答得都有些牵强,连自己都说服不了,所以想寻求搞人说服我啊,。。,
21楼2014-07-05 09:03:08
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