Molecular Dynamics Simulations of Phase Mixing and Demixing

소개

이화여대 화학실험기법과목 1,2모두 A+받은 자료입니다ㅎㅎ
인트로덕션과 디스커션 부분 많이 참고해주세요~
화실기 화이팅!!!

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Experimental method
4. Result and Discussion
5. Conclusions
6. References

본문내용

Computational chemistry는 화학반응을 연구하는 방법 중 하나이다.특히 분자구조와 관련된 반응의 특성이나 특정 chemical system의 반응 역학 등을 연구하는 데에 사용된다.이전까지의 화학연구에서는 환경,기술,비용 등의 여러 한계로 인해 직접 실험하지 못하는 반응은그 결과를 알 수 없었다.그러나 computational chemistry의 개발로 인해 중요한 화학적 반응의 구조,에너지,전하밀도,쌍극자 모멘트 등의 세부적인 정보를시뮬레이션을 통해 알 수 있게 되었다.이러한 장점 때문에computational chemistry은 현대 화학연구에서 필수적인 요소로 자리잡게 되었다.
Quantum chemistry method는 computational chemistry의 종류 중 하나로 분자 구조나 반응을 이해하기 위해 사용된다.Quantum chemistry method는 양자역학의 원리를 토대로 개발되었기 때문에기본적으로 Schrodinger equation(Hγ=Eγ)을 바탕으로 하며,이를 통해 분자 구조와 화학 결합,에너지 등에 대해 알 수 있다.그러나 이론적인 Schrodinger equation은 H나 He+와 같이 매우 작은 분자에서만 정확도가 높고,더 복잡한 분자가 될 수록 정확도가 떨어진다.따라서 프로그램은 정확도를 높이기 위해 보정을 더하여 발전해왔다.
Molecular dynamics method(MD)는 단일 분자수준이 아닌 큰 생물학적 system이나 수백~수천 개의 분자 system의 시뮬레이션에 사용되는 프로그램이다. MD는 분자 system에 고전역학을 적용시켜 모든 system의 potential energy를 양자역학의 원리에 따라 계산한다.Newton의 방정식(F=ma=m (d^2 x)/(dt^2 ))을 이용하여 모든 시간의 원자 또는 분자의 위치와 운동량이 계산되며, 2fs 시간 간격으로 분자의 위치와 속도가 업데이트 된다.따라서,분자의 초기 위치와 속도를 입력하면 방정식에 의해 특정 시간 t에서의 역학적 data를 예측할 수 있다.

참고자료

· www.nature.com/subjects/computational-chemistry
· Department of Chemistry & Nanoscience, Ewha Womans University. Physical Methods in Chemistry I Lab Manual, 2018
· B. Hess, GROMACS 4:  Algorithms for Highly Efficient, Load-Balanced, and Scalable Molecular Simulation, J. Chem. Theory Comput, 2008, 4(3), pp 435-447
· K. Coutinho; N. Saavedra; S. Canuto, Theoretical analysis of the hydrogen bond interaction between acetone and water, Journal of Molecular Structure: THEOCHEM, Volume 466, Issues 1–3, 25 June 1999, Pages 69-75