分子模拟周刊:第 17 期

类别:    标签: 周刊   阅读次数:   版权: (CC) BY-NC-SA

刊首语

最近有关UFO的几则新闻不禁让我想起高中时常看的一本杂志, 飞碟探索. 这本杂志与我同岁, 新生代的人可能很少知道了. 在我高中的时候, 资讯还不发达, 繁忙的课业之外, 很少能接触到外面的世界, 也很难了解更多的信息. 而我对于外部的信息, 特别是与科学相关的, 总希望知道的越多越好. 但在我那时的高中, 科普书籍基本没有, 就连大学课本都很少见到, 偶然发现一本都要好好”研究”一下. 微积分, 热力学, 量子力学, 薛定谔方程, 懂是不懂的, 但知道那都是高深的知识, 看看那些符号也可以满足一下求知欲.

在这种环境下, 能在小书店里买到的飞碟探索就成了我了解世界的途径之一, 几乎是每期必读. 这让我知道原来这个世界上存在各种各样的神秘事件, 充满了无数的未解之谜, 外星人, 史前文明, 时空隧道, 也从中模模糊糊地了解到一些更深的知识. 对那些涉及到的高深知识我是不求甚解的, 也没法甚解, 只能选些好的专门抄在本子上, 怕以后忘记. 后来, 我还试着向这本杂志投稿, 没想到还真成了. 这也算是我发的第一篇带有专业性质的论文吧. 当然也算是我民科的证据了.

回想起来, 这大约是我对神秘主义抱有兴趣的来源, 也是我至今不甚排斥民科的原因. 即便如今算是个受过科学训练的科班人士, 我脑子里也还充斥着一些奇思异想:

有兽焉,其状如菟而鸟喙,鸱目蛇尾,见人则眠,名曰犰狳,其鸣自訆,见则螽蝗为败。

  ——《山海经·东山经·余峨之山》

哈哈. 看看, 一说起这些, 乱七八糟的想法都冒出来了. 因为看的太多, 也记不清哪些是我盗窃的, 哪些是我自己的了, 反正都差不多, 没事的时候, 拿出来头脑里转一转, 自己乐呵乐呵.

这样的无稽之谈, 我还可以弄出来很多, 以中国人取类比象的特质很容易接受. 姑妄言之, 姑妄听之.

资源工具

1. 阮一峰 Bash脚本教程

阮一峰虽然不是IT科班出身, 却算是圈内的红人, 很多人都看过他的各种教程. 他最新的Bash教程可以用来入门, 毕竟做计算和模拟的话, 越早接触Bash越好.

2. hyper-dual number库

前几期中提到过可以借助复数计算任意函数的一阶导数, 而无需手动求导. 这算是自动微分中方法中的一类. 虽然现在机器学习中流行的自动微分方法都是另一类, 但我觉得这种借助复数的方法相对来说更简单, 编码也容易实现. 但是计算二阶导数没法借助复数实现, 所以我们需要推广复数到更复杂的一类数, 有多种推广方式, 其中的一种就是hyper-dual数. 这里给出了各种语言对应的库, 这样就可以在各种语言中直接使用了.

3. 离子液体CP&L力场参数

模拟离子液体时首先遇到的问题就是离子液体的力场. 文献中用的比较多的是CP&L力场, 基于OPLS-AA发展的, 与OPLS-AA兼容. 这个力场包含了多类离子液体的参数, 就是使用起来不太方便, 有时间看看能不能把它加到我的gmxtop中去.

4. Protein-Protein and Domain-Domain Interactions

一本专门讨论蛋白-蛋白相互作用的书, 找蛋白做logo图的时候偶然发现的, sci-hub可以下载到. 对研究多肽对接, 蛋白蛋白对接有参考价值.

论文采风

学艺术和建筑的, 经常要外出采风和写生. 做科研的也同样需要, 只不过换成了阅读文献和查看问题. 阅读别人的论文其实就是采风, 而尝试解决别人提出的问题, 就是写生了.

1. CL&P: A generic and systematic force field for ionic liquids modeling

离子液体CL&P力场的综述文章, 具体的离子液体参数可以到文章的参考文献中去找, 也可以参考前面提到的GitHub.

作者还有一篇文章Transferable, Polarizable Force Field for Ionic Liquids, 发展了离子液体的极化力场, 有点复杂, 使用不太方便.

2. C13 - a new empirical force field to characterize the mechanical behavior of carbyne chains

上篇文章作者的另一篇文章, 发展的力场专门用于处理材料的力学性质. 如果你需要使用MD模拟材料的力学性质, 可以参考其做法.

3. Derivative Calculations Using Hyper-Dual Numbers

使用Hyper-Dual数计算导数的说明, 对于理解前面提到的库代码有帮助.

4. Interactions between clay portions with various contacts and subjected to specific environmental conditions (投稿, 微信公众号: llb9453)

目前运用分子动力学模拟技术来研究黏土矿物理化性质,绝大多数体系都是采用三维周期性边界条件,黏土矿物呈平行排列,考察其表面与有机/无机离子吸附、迁移和分布等情况。但是现实中黏土矿物的排列方式是错综复杂非平行式的,本文构建一个三维无限的钠基蒙脱石底面体系,在底面上放置1个/2个具有一定夹角的蒙脱石片层(倾斜层),层间含有三层水,模拟观察倾斜层上下两层在不同温度和压力下各自的移动情况,结果表明,两种体系的倾斜层都在下降,离底面距离缩短,倾斜层上下层位移程度不同,水分子会从倾斜层边缘处滴落在底面。

5. Adsorption of Cesium at the External Surface of TOT Type Clay Mineral: Effect of the Interlayer Cation and the Hydrated State (投稿, 微信公众号: llb9453)

前人运用分子动力学模拟技术研究黏土矿物—溶液界面行为大多是单独考虑层间或者表面,鲜有研究层间和表面是否有相互影响,本文中考虑层间状态是否会对表面离子吸附产生影响,设置了有无层间、4种水化状态及3种常见阳离子等变量,构建了13个体系,通过原子密度分布、径向分布函数、结合能及自由能等数据分析吸附行为和吸附强度,结果表明:尽管不同体系吸附行为相似,但是不同的层间状态吸附强度有所不同,层间含水量越高吸附强度越强,阳离子会抑制外表面对铯离子吸附,抑制强弱排序:Na+ > K+ > Cs+

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