ReaxFF (от «реактивного силового поля») - это силовое поле, основанное на порядке связи, разработанное Адри ван Дуином, Уильямом А. Годдардом III и сотрудниками Калифорнийского технологического института . Одно из его приложений - моделирование молекулярной динамики . В то время как традиционные силовые поля не могут моделировать химические реакции из-за необходимости разрыва и образования связей (функциональная форма силового поля зависит от того, что все связи определены явно), ReaxFF избегает явных связей в пользу порядков связи., что позволяет непрерывно формировать / разрывать связь. ReaxFF стремится быть как можно более универсальным и был параметризован и протестирован для углеводородных реакций, гелеобразования алкоксисилана, образования нанотрубок, катализируемого переходными металлами, и многих передовых материалов, таких как литий-ионные батареи, TiO2, полимеры и высокоэнергетические материалы. [1]
Чтобы иметь возможность иметь дело с разрывом и образованием связей, имея только один тип атома для каждого элемента, ReaxFF представляет собой довольно сложное силовое поле со многими параметрами. [2] Следовательно, необходим обширный обучающий набор, охватывающий соответствующее химическое фазовое пространство, включая связи и угловые растяжения, энергии активации и реакции, уравнение состояния, поверхностные энергии и многое другое. Обычно, но не обязательно, обучающие данные генерируются с помощью методов электронной структуры. На практике часто вычисления DFT используются как прагматический подход, тем более что доступны более точные функционалы. Для параметризации такого сложного силового поля глобальная оптимизацияметоды предлагают наилучший шанс получить набор параметров, наиболее точно описывающий данные обучения. [3]
Ссылки [ править ]
- ^ "Реактивное силовое поле ReaxFF: развитие, приложения и будущие направления", Senftle, TP et al., Npj Comp. Мат. 2, 15011 (2016) DOI: https://doi.org/10.1038/npjcompumats.2015.11
- ^ "Файл силового поля - документация ReaxFF 2019.3" . Программное обеспечение для химии и материалов . Дата обращения 5 февраля 2020 .
- ^ "Оптимизация параметров ReaxFF с помощью Монте-Карло и эволюционных алгоритмов: рекомендации и выводы", Г. Щигол, А. Яковлев, Т. Трнка, А. Т. ван Дуин, Т. Верстрален, J. Chem. Теория вычисл. 6799-6812 (2019) DOI: 10.1021 / acs.jctc.9b00769
- ван Дуин, Адри, Коннектикут; Дасгупта, Сиддхартх; Лоран, Франсуа; Годдард, Уильям А. (2001). «ReaxFF: поле реактивной силы для углеводородов» (PDF) . Журнал физической химии . 105 (41): 9396–9409. Bibcode : 2001JPCA..105.9396V . DOI : 10.1021 / jp004368u .
- Нильсон, Кевин Д.; ван Дуин, Адри, Коннектикут; Оксгаард, Йонас; Дэн, Вэй-Цяо; Годдард, Уильям А. (2005). "Разработка реактивного силового поля ReaxFF для описания реакций, катализируемых переходными металлами, применительно к начальным стадиям каталитического образования углеродных нанотрубок" (PDF) . Журнал физической химии . 109 (3): 493–499. Bibcode : 2005JPCA..109..493N . DOI : 10.1021 / jp046244d . PMID 16833370 .
- Бюлер, М .; Van Duin, A .; Годдард, Вашингтон (2006). «Мультипарадигмальное моделирование динамического распространения трещин в кремнии с использованием реактивного силового поля» (PDF) . Письма с физическим обзором . 96 (9): 095505. Bibcode : 2006PhRvL..96i5505B . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.96.095505 . PMID 16606278 .
- Страчан, А .; Кобер, Э.М.; Ван Дуин, ACT; Oxgaard, J .; Годдард, Вашингтон (2005). «Термическое разложение гексогена из реактивной молекулярной динамики» (PDF) . Журнал химической физики . 122 (5): 054502. Bibcode : 2005JChPh.122e4502S . DOI : 10.1063 / 1.1831277 .
- Страчан, А .; Ван Дуин, ACT; Чакраборти, Д .; Dasgupta, S .; Годдард, Вашингтон (2003). «Ударные волны в высокоэнергетических материалах: начальные химические события в нитраминах RDX» (PDF) . Письма с физическим обзором . 91 (9): 098301. Bibcode : 2003PhRvL..91i8301S . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.91.098301 . PMID 14525217 .
- Buehler, M .; Tang, H .; Ван Дуин, ACT; Годдард, Вашингтон (2007). "Пороговая скорость образования трещин контролирует динамическое разрушение монокристаллов кремния" (PDF) . Письма с физическим обзором . 99 (16): 165502. Bibcode : 2007PhRvL..99p5502B . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.99.165502 . PMID 17995264 .
- Оджванг, JGO; Van Santen, R .; Kramer, GJ; Ван Дуин, ACT; Годдард, Вашингтон (2008). «Моделирование динамики сорбции NaH с помощью реактивного силового поля» (PDF) . Журнал химической физики . 128 (16): 164714. Bibcode : 2008JChPh.128p4714O . DOI : 10.1063 / 1.2908737 . PMID 18447486 .
- Кулькарни, AD; Truhlar, DG; Goverapet Srinivasan, S .; Ван Дуин, ACT; Norman, P .; Шварцентрубер, TE (2013). «Взаимодействие кислорода с поверхностью кремнезема: функциональное исследование связанного кластера и плотности и разработка нового потенциала ReaxFF». Журнал физической химии C . 117 : 258. DOI : 10.1021 / jp3086649 .
- Deetz, JD; Фаллер, Р. (2014). «Параллельная оптимизация реактивного силового поля для поликонденсации алкоксисиланов». Журнал физической химии B . 118 (37): 10966. DOI : 10.1021 / jp504138r .
Внешние ссылки [ править ]
- Веб-сайт Адри ван Дуина
- ReaxFF в LAMMPS
- ReaxFF в Amsterdam Modeling Suite
- ReaxFF в пакете PuReMD (Purdue Reactive MD)
