基于MS的forcite模塊模擬水分子在云母表面吸附行為

Forcite Plus 是一款分子力學(xué)和分子動(dòng)力學(xué)模擬程序。它可以對(duì)分子、表面或三維周期性材料體系進(jìn)行快速的能量計(jì)算、幾何優(yōu)化以及各種熱力學(xué)條件下的動(dòng)力學(xué)模擬研究,可以分析材料體系的各種結(jié)構(gòu)參數(shù)、熱力學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、動(dòng)力學(xué)性質(zhì)以及統(tǒng)計(jì)學(xué)性質(zhì)。主要應(yīng)用于有機(jī)、無機(jī)小分子、有機(jī)金屬絡(luò)合物、 高分子聚合物、納米及多孔材料、部分金屬、金屬氧化物晶體及晶體表界面結(jié)構(gòu)的研究。

Forcite Plus的主要功能

能量計(jì)算 吸附熱,表面能等結(jié)構(gòu)優(yōu)化 優(yōu)化原子坐標(biāo)和晶胞參數(shù),支持原子笛卡爾坐標(biāo)和晶胞參數(shù)的限定,可以添加外應(yīng)力(等靜壓)模擬淬火 將動(dòng)力學(xué)模擬和結(jié)構(gòu)優(yōu)化相結(jié)合,輔助掃描勢(shì)能面,尋找最優(yōu)的分子構(gòu)象、吸附構(gòu)象等 。

模擬退火 基于不同溫度點(diǎn)的動(dòng)力學(xué)模擬,實(shí)現(xiàn)體系的反復(fù)升、降溫過程,輔助掃描勢(shì)能面,尋找最優(yōu)的分子構(gòu)象、吸附構(gòu)象等

水分子與云母(mica_2d)建模優(yōu)化過程

首先在晶體庫中導(dǎo)入云母分子并且利用Amorphous Cell模塊建立密度為1g/cm3的水分子晶格常數(shù)和云母分子設(shè)為一致,以便之后進(jìn)行接合建模。

 

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基于MS的forcite模塊模擬水分子在云母表面吸附行為的圖2

                                                                     mica_2d

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基于MS的forcite模塊模擬水分子在云母表面吸附行為的圖4                                                                               H2O

基于MS的forcite模塊模擬水分子在云母表面吸附行為的圖5Amorphous Cell Calculation 設(shè)置參數(shù)如下

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基于MS的forcite模塊模擬水分子在云母表面吸附行為的圖8

建模如下

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基于MS的forcite模塊模擬水分子在云母表面吸附行為的圖10

下面利用Forcite模塊進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬

以Forcite模塊中的幾何優(yōu)化( GeometryOptimization)Smart方法來消除原子間距離過近或是重疊等情況,生成動(dòng)力學(xué)模擬的初始構(gòu)型。之后在Dynamics下進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬,NVT系綜,溫度設(shè)為298.0 K,Universial力場(chǎng),Noose-HoverLangevin控溫,靜電作用使用Ewald方法,van der Waals力則以Atom based 求解,截?cái)喟霃絚utoff為12.5A。

基于MS的forcite模塊模擬水分子在云母表面吸附行為的圖11基于MS的forcite模塊模擬水分子在云母表面吸附行為的圖12動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果與初始結(jié)構(gòu)對(duì)比

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最后,有分子動(dòng)力學(xué)模擬相關(guān)需求或者想加入我們都可以通過微信公眾號(hào)聯(lián)系我們。

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