ReaxFF - ReaxFF
ReaxFF (pro „pole reaktivní síly“) je založeno na pořadí vazeb silové pole vyvinutý Adri van Duinem, William A. Goddard, III a spolupracovníci v Kalifornský technologický institut. Jednou z jeho aplikací je molekulární dynamika simulace. Zatímco tradiční silová pole nejsou schopna modelovat chemické reakce kvůli požadavku rozbití a vytvoření vazeb (funkční forma silového pole závisí na tom, aby byly všechny vazby definovány výslovně), ReaxFF se vyhýbá explicitním vazbám ve prospěch dluhopisy, což umožňuje kontinuální vytváření / lámání vazeb. ReaxFF si klade za cíl být co nejobecnější a byl parametrizován a testován na uhlovodíkové reakce, gelovatění alkoxysilanu, tvorbu nanotrubiček katalyzovanou přechodným kovem a mnoho pokročilých materiálových aplikací, jako jsou Li iontové baterie, TiO2, polymery a vysokoenergetické materiály.[1]
Abychom se dokázali vypořádat s rozbitím a tvorbou vazby a přitom mít pro každý prvek pouze jeden typ jediného atomu, je ReaxFF poměrně složité silové pole s mnoha parametry.[2] Proto je nezbytná rozsáhlá tréninková sada pokrývající příslušný chemický fázový prostor, včetně vazebných a úhlových úseků, aktivačních a reakčních energií, stavové rovnice, povrchových energií a mnoho dalšího. Obvykle, ale ne nutně, jsou tréninková data generována metodami elektronické struktury. V praxi často DFT výpočty se používají jako pragmatický přístup, zejména proto, že jsou k dispozici přesnější funkcionály. Pro parametrizaci takového komplexního silového pole globální optimalizace techniky nabízejí nejlepší šanci získat sadu parametrů, která nejpřesněji popisuje tréninková data.[3]
Reference
- ^ „Reaktivní silové pole ReaxFF: vývoj, aplikace a budoucí směry“, Senftle, T. P. a kol., Npj Comp. Rohož. 2, 15011 (2016) DOI: https://doi.org/10.1038/npjcompumats.2015.11
- ^ „Soubor silového pole - dokumentace ReaxFF 2019.3“. Software pro chemii a materiály. Citováno 5. února 2020.
- ^ „ReaxFF Parameter Optimization with Monte-Carlo and Evolutionary Algorithms: Guidelines and Insights“, G. Shchygol, A. Yakovlev, T. Trnka, A. C. T. van Duin, T. Verstraelen, J. Chem. Teorie Comput. 6799-6812 (2019) DOI: 10.1021 / acs.jctc.9b00769
- van Duin, Adri C. T .; Dasgupta, Siddharth; Lorant, Francois; Goddard, William A. (2001). „ReaxFF: Reaktivní silové pole pro uhlovodíky“ (PDF). The Journal of Physical Chemistry A. 105 (41): 9396–9409. Bibcode:2001JPCA..105,9396V. doi:10.1021 / jp004368u.
- Nielson, Kevin D .; van Duin, Adri C. T .; Oxgaard, Jonas; Deng, Wei-Qiao; Goddard, William A. (2005). „Vývoj pole reaktivních sil ReaxFF pro popis reakcí katalyzovaných přechodovými kovy s aplikací na počáteční fáze katalytické tvorby uhlíkových nanotrubiček“ (PDF). The Journal of Physical Chemistry A. 109 (3): 493–499. Bibcode:2005JPCA..109..493N. doi:10.1021 / jp046244d. PMID 16833370.
- Buehler, M.; Van Duin, A .; Goddard, W. A. (2006). „Multiparadigmové modelování dynamického šíření trhlin v křemíku pomocí pole reaktivní síly“ (PDF). Dopisy o fyzické kontrole. 96 (9): 095505. Bibcode:2006PhRvL..96i5505B. doi:10.1103 / PhysRevLett.96.095505. PMID 16606278.
- Strachan, A.; Kober, E. M .; Van Duin, A. C. T .; Oxgaard, J .; Goddard, W. A. (2005). "Tepelný rozklad RDX z reaktivní molekulární dynamiky" (PDF). The Journal of Chemical Physics. 122 (5): 054502. Bibcode:2005JChPh.122e4502S. doi:10.1063/1.1831277.
- Strachan, A.; Van Duin, A. C. T .; Chakraborty, D .; Dasgupta, S .; Goddard, W. A. (2003). „Rázové vlny v vysokoenergetických materiálech: počáteční chemické události v nitraminu RDX“ (PDF). Dopisy o fyzické kontrole. 91 (9): 098301. Bibcode:2003PhRvL..91i8301S. doi:10.1103 / PhysRevLett.91.098301. PMID 14525217.
- Buehler, M .; Tang, H .; Van Duin, A. C. T .; Goddard, W. A. (2007). „Prahová hodnota rychlosti trhliny řídí dynamickou zlomeninu jednotlivých křemíkových krystalů“ (PDF). Dopisy o fyzické kontrole. 99 (16): 165502. Bibcode:2007PhRvL..99p5502B. doi:10.1103 / PhysRevLett.99.165502. PMID 17995264.
- Ojwang, J. G. O .; Van Santen, R .; Kramer, G. J .; Van Duin, A. C. T .; Goddard, W. A. (2008). „Modelování sorpční dynamiky NaH pomocí reaktivního silového pole“ (PDF). The Journal of Chemical Physics. 128 (16): 164714. Bibcode:2008JChPh.128p4714O. doi:10.1063/1.2908737. PMID 18447486.
- Kulkarni, A. D .; Truhlar, D. G .; Goverapet Srinivasan, S .; Van Duin, A. C. T .; Norman, P .; Schwartzentruber, T. E. (2013). „Interakce kyslíku s povrchy oxidu křemičitého: vázané funkční seskupení a hustota a vývoj nového potenciálu ReaxFF“. The Journal of Physical Chemistry C. 117: 258. doi:10.1021 / jp3086649.
- Deetz, J. D .; Faller, R. (2014). „Paralelní optimalizace pole reaktivní síly pro polykondenzaci alkoxysilanů“. The Journal of Physical Chemistry B. 118 (37): 10966. doi:10.1021 / jp504138r.