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一種在計(jì)算機(jī)中模擬原子和分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的計(jì)算方法。它通過建立原子之間相互作用的物理模型（力場(chǎng)），根據(jù)牛頓第二定律，數(shù)值求解每個(gè)原子隨時(shí)間演化的運(yùn)動(dòng)軌跡。機(jī)”，能夠在飛秒到微秒甚至更長(zhǎng)的時(shí)間尺度上，分析分子如何運(yùn)動(dòng)、如何相互作用、如何折疊、如何組裝，從而揭示材料性質(zhì)和生物過程的動(dòng)態(tài)本質(zhì)。

應(yīng)用領(lǐng)域：

1. 生物醫(yī)藥與藥物設(shè)計(jì)：研究蛋白質(zhì)折疊/構(gòu)象變化、藥物-靶標(biāo)相互作用（結(jié)合自由能、結(jié)合模式）、膜蛋白與細(xì)胞膜相互作用、核酸動(dòng)力學(xué)、藥物遞送系統(tǒng)自組裝。

2. 材料科學(xué)與納米技術(shù)：研究高分子材料的構(gòu)象、玻璃化轉(zhuǎn)變、結(jié)晶過程；模擬復(fù)合材料界面相互作用；研究電池電解質(zhì)的離子輸運(yùn)、納米流體限域效應(yīng)。

3. 化學(xué)化工與催化：研究溶液化學(xué)（離子水合、質(zhì)子轉(zhuǎn)移）、界面化學(xué)（吸附行為）、探索溶液或酶環(huán)境中的反應(yīng)機(jī)理。

計(jì)算性質(zhì)：

1. 體系構(gòu)建與平衡模擬：構(gòu)建復(fù)雜生物/材料體系模型；能量最小化；在指定系綜下進(jìn)行平衡模擬。

2. 動(dòng)力學(xué)軌跡分析與性質(zhì)預(yù)測(cè)：計(jì)算結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性指標(biāo)；分析氫鍵等非共價(jià)相互作用；計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)、光譜性質(zhì)等。

3. 熱力學(xué)與自由能計(jì)算：采用MM/PBSA等方法估算結(jié)合自由能；應(yīng)用自由能微擾進(jìn)行高精度計(jì)算；通過傘形采樣計(jì)算潛在平均力。

4. 增強(qiáng)采樣與稀有事件模擬：使用副本交換等方法加速構(gòu)象空間探索；使用弦方法識(shí)別稀有事件路徑。

計(jì)算軟件：

1. GROMACS：開源，生物分子模擬領(lǐng)域應(yīng)用最廣，計(jì)算速度極快，并行效率高。

2. AMBER：商業(yè)套件，生物體系模擬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一，力場(chǎng)強(qiáng)大，擅長(zhǎng)自由能計(jì)算和藥物設(shè)計(jì)。

3. NAMD：開源，專為大規(guī)模并行計(jì)算設(shè)計(jì)，擅長(zhǎng)超百萬原子的巨型生物體系。

4. LAMMPS：開源、高度模塊化，在材料科學(xué)領(lǐng)域占統(tǒng)治地位，支持原子到介觀多種模型。

5. CHARMM：老牌商業(yè)/開源軟件，力場(chǎng)嚴(yán)謹(jǐn)，在膜蛋白、糖類模擬有特色。

6. DESMOND：商業(yè)軟件，集成于Schr?dinger平臺(tái)，界面友好，與藥物發(fā)現(xiàn)流程銜接好。

7. 輔助與專用軟件：VMD（可視化分析），PyMOL/ChimeraX（可視化），PLUMED（增強(qiáng)采樣插件），MDAnalysis（分析庫）。

展開

相關(guān)項(xiàng)目

分子動(dòng)力學(xué)-電池電解液溶劑化結(jié)構(gòu)

分子動(dòng)力學(xué)-分子對(duì)接

生物蛋白分子動(dòng)力學(xué)

分子動(dòng)力學(xué)-同源建模

分子動(dòng)力學(xué)-大分子對(duì)接

生物信息學(xué)-網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)

生物醫(yī)藥-虛擬篩選

分子動(dòng)力學(xué)-分子自組裝

分子動(dòng)力學(xué)-NEMD方法對(duì)材料的熱導(dǎo)率計(jì)算

分子動(dòng)力學(xué)-納米材料對(duì)稱晶界的研究

分子動(dòng)力學(xué)-離子沉積與切削模擬

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分子動(dòng)力學(xué)-H原子在Si-SiO2界面的擴(kuò)散行為

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岑望來

副研究員/碩士生導(dǎo)師畢業(yè)于四川大學(xué)，計(jì)算GO高級(jí)技術(shù)顧問

岑望來 /計(jì)算GO高級(jí)技術(shù)顧問

副研究員/碩士生導(dǎo)師

四川大學(xué)

研究領(lǐng)域:

多尺度分子模擬技術(shù)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)合技術(shù)，系統(tǒng)構(gòu)建納米材料、高分子材料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域中復(fù)雜界面的分子界面結(jié)構(gòu)信息、分子間作用關(guān)系，擬發(fā)展功能性界面構(gòu)-效關(guān)系譜。

發(fā)表文章:

Applied Catalysis B-Environmental, ACS Catalysis, Nanoscale, Journal of Materials Chemistry A, ACS Applied Materials & Interfaces, Journal of Physical Chemistry C等。

劉嵚

博士畢業(yè)于武漢大學(xué)，計(jì)算GO高級(jí)工程師

劉嵚 /計(jì)算GO高級(jí)工程師

博士

武漢大學(xué)

研究領(lǐng)域:

表面化學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)，光催化等方面的第一性原理模擬計(jì)算。

發(fā)表文章:

ChemPhysChem, Materials Today Communications, Physical Chemistry Chemical Physics, Journal of Physical Chemistry C, Applied Surface Science等。

宋先雨

博士畢業(yè)于華中理工大學(xué)，計(jì)算GO高級(jí)工程師

宋先雨 /計(jì)算GO高級(jí)工程師

博士

華中理工大學(xué)

研究領(lǐng)域:

發(fā)表文章:

Macromolecules，Journal of Materials Chemistry A，Chemical Engineering Science，Journal of Physical Chemistry C，Langmuir等。

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