水平集方法在非极性分子隐式溶剂化中的应用
化学物理
2009-11-13 v1 计算物理
摘要
针对最近提出的变分隐式溶剂模型（Dzubiella, Swanson, and McCammon, Phys. Rev. Lett. 104, 527 (2006) 和 J. Chem. Phys. 124, 084905 (2006)）所定义的平衡溶质-溶剂界面，本文发展了一种水平集方法进行数值捕捉。在该方法中，可能的溶质-溶剂界面由水平集函数的零水平集（即零水平面）表示，并最终演化为平衡溶质-溶剂界面。演化规律由溶剂化自由能泛函的最小化决定，该泛函耦合了界面能和van der Waals型溶质-溶剂相互作用能。因此，表面演化是一个能量最小化过程，平衡溶质-溶剂界面是该过程的输出。该方法被实现并应用于非极性分子的溶剂化，例如两个氙原子、两块平行石蜡板、螺旋烷烃链以及单个富勒烯C₆₀。与可用的分子动力学模拟相比，水平集方法在溶剂化能上显示出良好的一致性。特别地，该方法能够捕捉溶剂去湿（纳米气泡形成）并定量描述强疏水板系统中的相互作用。
引用
@article{arxiv.0809.0181,
title = {Application of the level-set method to the implicit solvation of nonpolar molecules},
author = {L. -T. Cheng and J. Dzubiella and J. A. McCammon and B. Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:0809.0181},
year = {2009}
}