在隐式溶剂模型中耦合非极性与极性溶剂化自由能

近期关于原子级和纳米尺度溶质溶剂化的研究表明，溶剂化自由能的疏水、色散和静电贡献之间存在强耦合，这是当前隐式溶剂模型中未考虑的一个方面。我们提出了一种理论形式体系，通过相对于溶剂体积排除函数最小化溶剂的吉布斯自由能来考虑这种耦合。得到的微分方程类似于描述毛细管界面几何形状的拉普拉斯-杨方程，但通过显式考虑曲率修正以及色散和静电贡献，将其扩展到了微观尺度。与现有的隐式溶剂方法不同，溶剂可及表面积是我们模型的输出结果。所提出的形式体系在具有球对称或柱对称的不同尺度的中性或带电溶质系统上进行了演示。结果与计算机模拟相吻合，最重要的是，证明了我们的方法捕捉到了溶剂排阻和去润湿对溶剂-溶质相互作用特定形式的强敏感性。