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qq364085265金蟲 (著名寫手)
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[交流]
分子動(dòng)力學(xué)模擬的時(shí)間、體系大小和溫度的爭(zhēng)議問題！！
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大家好，現(xiàn)在做分子動(dòng)力學(xué)模擬已經(jīng)有一段時(shí)間了，但是每次出去開會(huì)或者與做傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的老師討論的時(shí)候，都會(huì)遇到以下幾個(gè)問題爭(zhēng)論很久，希望大家多多交流，給予指導(dǎo)和幫助。 1、分子動(dòng)力學(xué)模擬的時(shí)間 主要是質(zhì)疑時(shí)間尺度太短ps級(jí)，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(gè)聚合度，幾十個(gè)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(wàn)個(gè)聚合度甚至上百萬(wàn)，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(guó)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(gè)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(dòng)過程以及一些實(shí)驗(yàn)中難以觀測(cè)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停谝唬?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?dòng)力學(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(huì)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(dòng)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(gè)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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