在谐波力场分子动力学模拟中实现反应性
统计力学
2024-07-30 v2 材料科学
化学物理
摘要
从原子到微米尺度模拟化学反应及包括失效在内的力学性质，一直是化学与材料科学中的长期挑战。瓶颈包括计算可行性、可靠性与成本。我们引入一种反应性分子动力学模拟方法，用反应性的、守恒能量的 Morse 势干净地替换非反应性经典谐波键势，称为反应性 INTERFACE 力场 (IFF-R)。IFF-R 兼容于有机与无机化合物的力场，如 IFF、CHARMM、PCFF、OPLS-AA 和 AMBER。每种键型通过三个可解释的 Morse 参数实现键解离，且断开时能量为零。展示了分子中断键、聚合物失效、碳纳米结构、蛋白质、复合材料和金属中的用例。键形成反应的模拟通过基于模板的方法纳入。IFF-R 保持了相应非反应性力场的精度，且比先前的反应性模拟方法快约 30 倍。
引用
@article{arxiv.2107.14418,
title = {Implementing Reactivity in Molecular Dynamics Simulations with Harmonic Force Fields},
author = {Jordan J. Winetrout and Krishan Kanhaiya and Joshua Kemppainen and Pieter J. in t Veld and Geeta Sachdeva and Ravindra Pandey and Behzad Damirchi and Adri van Duin and Gregory Odegard and Hendrik Heinz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.14418},
year = {2024}
}
备注
106 pages (including Supplementary Information), 17 Figures (including SI), 5 tables (including SI)