奥地利维也纳理工大学科学家对以往计算分子间作用力的方法进行了改进,新方法在计算大分子之间的范德华力时更加精确。相关研究成果发表于新一期《自然·通讯》。
从壁虎爬墙,到氮气在-196℃时液化,许多日常现象都离不开范德华力的作用。范德华力的精确计算在材料科学、药物研发等领域至关重要。无论是理解药物在片剂中的结晶过程,还是评估材料储存氢能的能力,都离不开对分子间作用的准确模拟。
然而,这种分子间微弱的作用力一直难以精确计算,不同方法得出的结果常常相互矛盾,成为长期困扰学界的难题。
研究团队对目前最常用的两种方法进行了比较:一种是量子蒙特卡罗模拟,通过计算机模拟无数可能的电子排布;另一种是耦合簇方法,先处理分子的低能状态,再引入高能构型作为修正。
耦合簇方法一直被视为“金标准”,但团队发现,与蒙特卡罗模拟相比,该方法存在微小却持续的系统性偏差,原因多年来未能找到。
如今,团队找到了答案:耦合簇方法会系统性地高估大分子和高极化分子的结合能。他们对此方法进行了改进,在不显著增加计算成本的前提下纠正了偏差,使结果与量子蒙特卡罗数据更为吻合。
新方法大幅降低了大分子系统的计算负担。过去,对含有一百个以上原子的分子进行模拟,计算量极为庞大,如今这一难题迎刃而解。
研究团队表示,这一进展不仅有助于科学家更准确地预测大分子行为,也为深入理解生物系统、推动可再生能源技术发展奠定了基础。此外,新方法所提供的高可靠性数据,还可作为人工智能模型的训练样本,用于虚拟环境中新材料与药物的设计。
欧洲空间局公布了“欧几里德”空间望远镜拍摄的首批彩色图像,有助于揭示暗物质和暗能量等宇宙奥秘。图为马头星云的 一年前,美国国家点火装置(NIF)产生了一种聚变反应,其释放的能量超过消耗的能量,这种现象被称为点火。今年,NIF通过一次又一次 研究生教育是高等教育的最高层次,是衡量一个国家高等教育竞争力的关键标志,是拔尖创新人才自主培养的主渠道。在研究 碳中和目标倒逼产业结构与能源结构向绿色低碳方向转变。作为一种具备诸多优点的清洁能源,氢能迎来重要的发展机遇期, 关于发布“2023年度华夏建设科学技术奖”授奖项目的公示 华夏奖字〔2023〕第4号 各有关单位: 2023年度华夏建设科学技术 四川省科学技术厅关于组织申报2024年第二批中央在川高校院所“聚源兴川”项目的通知 各中央在川高校院所、市(州)科 。本文链接:新方法能更精确计算大分子间范德华力http://www.sushuapos.com/show-11-27506-0.html
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