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qq364085265金蟲 (著名寫手)
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[交流]
分子動力學(xué)模擬的時(shí)間、體系大小和溫度的爭議問題��！
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大家好，現(xiàn)在做分子動力學(xué)模擬已經(jīng)有一段時(shí)間了，但是每次出去開會或者與做傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的老師討論的時(shí)候，都會遇到以下幾個問題爭論很久，希望大家多多交流，給予指導(dǎo)和幫助。 1、分子動力學(xué)模擬的時(shí)間 主要是質(zhì)疑時(shí)間尺度太短ps級，頂多ns，這與真實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)間差距很大，不能說明和指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)中的一些反應(yīng)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 2、體系大小 主要是質(zhì)疑聚合物的模型，我們一般選取幾百個聚合度，幾十個聚合度甚至更小的理論模型進(jìn)行計(jì)算，然而現(xiàn)實(shí)體系至少是上萬個聚合度甚至上百萬，還有分子間纏繞和相互作用，因此模擬中使用這么一點(diǎn)片段感覺以偏概全，不能表現(xiàn)出實(shí)際聚合物材料的性質(zhì)。 3、模擬溫度 目前模擬一些化學(xué)反應(yīng)，為了能在模擬的短時(shí)間尺度范圍內(nèi)觀察到較完整的反應(yīng)過程，我們（參考過許多國內(nèi)外文獻(xiàn)）通常選用較高溫度，如1000K,2000甚至更高來加速分子模型的反應(yīng)。主要被質(zhì)疑的原因很明顯了，溫度太高，某些現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)中達(dá)到這個溫度就瞬間融化或者是去原有性質(zhì)，已經(jīng)沒有意義了。 目前我一般這樣跟他們解釋： 1、關(guān)于模擬時(shí)間，我們使用分子模擬的這樣一種方法就是為了觀察到分子振動過程以及一些實(shí)驗(yàn)中難以觀測到的微觀變化，這些微觀變化都是發(fā)生在極短時(shí)間內(nèi)的，因此。。。。。。 2、關(guān)于體系大小，如果要建立與實(shí)際體系相當(dāng)?shù)睦碚撃Ｐ�，第一，�?jì)算量太大不現(xiàn)實(shí)；第二研究局部微觀反應(yīng)機(jī)理時(shí)，模型太大反而不利于模擬結(jié)果的觀察和分析，從分子模型角度來說，選取聚合物中的某一片段來代替實(shí)際體系也能在一定程度上指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)； 3、關(guān)于溫度，因?yàn)榉肿觿恿W(xué)模擬是研究極短時(shí)間范圍內(nèi)分子的構(gòu)象變化和反應(yīng)過程，為了能使之在這么短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，只能提供高溫，以高能量促使反應(yīng)加速，并且已有文獻(xiàn)表明這樣的高溫不會導(dǎo)致反應(yīng)路徑發(fā)生變化。并且能擬合出與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)陌⒘_尼烏斯動力學(xué)曲線。 但即使這樣跟他們解釋了，還是得不到認(rèn)可，我個人覺得任何一種研究方法都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性，不能拿我們分子模擬的缺點(diǎn)跟實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)相比較，分子模擬在微觀角度確實(shí)可以提供更深層次的理解和指導(dǎo)作用。希望大家踴躍交流，為分子模擬研究方法提供更多更好的論證和理論基礎(chǔ)。謝謝�。�！  |
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