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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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tawfischer

木虫 (小有名气)

★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
franch: 金币+2, 谢谢回帖交流。。。 2014-07-08 08:59:50
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。我更希望别人认可我是搞有机化学、无机化学或工程材料之类。
13楼2014-06-15 21:12:06
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邴绍所

至尊木虫 (文坛精英)


qq364085265(金币+1): 谢谢参与
真心的祝福你,
真心的祝福你。
3楼2014-06-13 10:01:06
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@qfl

金虫 (小有名气)

★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
franch: 金币+2, 谢谢回帖交流。。。 2014-07-08 08:51:40
楼主已经很有想法了。。分析的也有道理,赞一个!!
光说不做是不行的!!
7楼2014-06-13 13:43:22
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你怎么了?

木虫 (正式写手)

★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
franch: 金币+2, 谢谢回帖交流。。。 2014-07-08 08:51:57
楼主说的很有道理,我也要做这方面的尝试,现在还没有真正开始。个人觉得分子模拟的完善程度还没有到达有限元模拟的程度,对于模拟这个东西,初期阶段受到质疑与不解很正常也很合理。最好的验证方法就是试验验证,通过试验与模拟的匹配还证明其合理性。实际经验不多,想法也不成熟,希望以后能多多交流!
人是为明天活着的,因为记忆中有朝阳晓露。
8楼2014-06-13 22:14:01
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