【摘要】 利用全原子或者联合原子模拟结果或实验数据拟合得到粗粒化珠子之间的相互作用。

利用全原子或者联合原子模拟结果或实验数据拟合得到粗粒化珠子之间的相互作用。这种粗粒化策略得到的特定粗粒化模型是基于关键的化学结构信息的,所以用于对特定体系的定量(或半定量)预测[1]。原则上来说,粗粒化力场与相互作用势函数都要能够再现在联合原子模拟中观察到的结构性质,但有时也要求能够再现动力学与热力学性质[2]。由于粗粒化力场参数化的过程中只考虑了少量的结构信息,因此标准Martini 力场参数不具有很好的普适性。针对特定体系,需要以实验数据和全原子MD 模拟结果作为参考基准对粗粒化力场中针对催化剂表界面结构行为的模拟参数进行调试,得到更具针对性的力场对实验设计提供理论预测与指导[1]。

 

对于受限条件下小分子的粗粒化主要是把小分子当成一个珠子(bead),且不考虑分子的极性。Mashayak 等[3]通过两种多尺度模拟方法:粗粒分子动力学(CG-MD)和基于经验势的准连续介质理论(EQT),开发了热力学状态相关的单点各向同性粗粒势,以预测石墨烯狭缝状通道内的水结构。CG-MD和EQT的结构一致的粗粒度电位是根据参考的全原子SPC/E水MD(AA-MD)结果系统地确定的。对于CG-MD势的优化,使用了基于相对熵的粗粒化方法,对于EQT势的确定,他们还开发了一种平均力势匹配方案。优化后的粗晶电位与热力学状态有关。评估了它们预测承压水密度分布的能力,由受限水密度曲线的结果来看,CG-MD 和EQT 的结果与AA-MD 模拟一致。

 

参考文献

[1] 吕玲红, 陆小华, 刘维佳,等. 分子模拟在化学工程中的应用[J]. 化学反应工程与工艺, 2014, 30(3):12.

[2] Priv.-Doz. M P . Coarse-Graining in Polymer Simulation: From the Atomistic to the Mesoscopic Scale and Back[J]. ChemPhysChem, 2002.

[3] Mashayak S Y ,  Aluru N R . Thermodynamic state-dependent structure-based coarse-graining of confined water[J]. Journal of Chemical Physics, 2012, 137(21):241-255.

 

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