分子集合体の構造予測:ab Initio分子動力学を用いた高速プログラムの開発

分子组装体的结构预测：使用从头算分子动力学开发高速程序

基本信息

批准号：
08454179
负责人：
平野恒夫
金额：
$ 3.84万
依托单位：
Ochanomizu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、1)剛体近似の代わりに分子自由度を許す分子性結晶構造予測プログラムMDCPを作成し、テストとしてアルコールなど若干の分子に適用して期待した成果を得た。2)MDCPプログラムの並列化をほぼ終了した。3)ab Initio分子軌道法の分子動力学への導入分子動力学の最大の問題点はいかにして良いポテンシャル関数を手に入れるかという問題である。我々は、力を分子軌道法で求めながら分子動力学の各タイムステップを進めていく方法をとることを考えていたのであるが、まず手始めに、炭酸ガスの分子性結晶の構造を化学式CO_2のみから予測することを試みた。すなわち、炭酸ガス分子の2量体に関する相互作用エネルギーを高精度のab Initio分子軌道法で求めてexp-6型のポテンシャル関数にフィットし、その結果得られたポテンシャル関数を使ってMDCPによる分子性結晶の構造予測をやってみたところ、常圧および高圧での結晶構造、および10万気圧あたりから始まる相変化まで十分な精度で予測出来ることが判明した。なお、本来の目的は、分子集合体についての分子動力学計算において、ポテンシャル関数を使うかわりに、分子動力学の各ステップで量子化学的に力を計算することにあるので、計算が早く、かつ精度がよいという密度汎関数法の適用を考え、予備的な計算を行った。

今年，我们创建了一个分子晶体结构预测程序MDCP，该计划允许分子自由代替刚体近似，并将其应用于某些分子（例如酒精作为测试），从而实现了预期的结果。 2）MDCP程序的并行化几乎已经完成。 3）AB对初始分子轨道方法的分子动力学简介分子动力学的最大问题是如何获得良好的潜在功能。我们正在考虑采用一种使用分子轨道方法来确定力的每一次时间步骤的方法，但首先我们试图单独从化学公式CO_2预测二氧化碳气体的分子晶体的结构。换句话说，使用高精度的初始分子轨道方法确定了二氧化碳分子二聚体的相互作用能量，以适合Exp-6类型的潜在功能，并使用所得的潜在功能使用MDCP预测分子晶体的结构，并发现在大气和高压均变化的晶体结构上，可以从100,000,000,000,000 ATP变化。此外，最初的目的是在分子动力学的每个步骤中在分子动力学计算的分子动力学计算中计算量子，而不是使用潜在功能，因此考虑了快速准确的密度功能方法的应用，进行了初步计算。