میدان‌نیروی واکنشی ReaxFF در شبیه‌سازی‌ دینامیک مولکولی سامانه‌های واکنشی

نوع مقاله: مروری

نویسندگان

1 دانشگاه تهران- دانشکده شیمی-گروه شیمی فیزیک

2 استاد شیمی فیزیک - دانشکده شیمی - دانشگاه اصفهان

چکیده

در این مقاله مروری توابع پتانسیل میدان نیروی واکنشی ReaxFF که در شبیه‌سازی دینامیک مولکولی واکنشی(RMD) استفاده می‌شود، معرفی و توصیف می‌شوند. این میدان نیرو، با بهره گیری از توابع پتانسیل ویژه، توانایی شبیه‌سازی واکنش‌های شیمیایی در بازه‌های زمانی مناسب با صحتی در حد صحت روش‌های شیمی کوانتومی (حتی برای سامانه هایی با تعداد اتم‌هایی در حدود یک میلیون با ابررایانه‌های موجود) را دارد. همچنین، با استفاده از روش شبیه‌سازی RMD تغییرات بارهای الکتریکی اتم‌ها در طول واکنش‌های شیمیایی، با صحتی نزدیک به صحت نتایج حاصل از محاسبات نظریه تابعی چگالی، قابل‌محاسبه و قابل‌مطالعه است. در میدان نیروی ReaxFF ، علاوه بر توابع پتانسیل عمومی موجود در میدانهای نیرو غیرواکنشی، تعدادی توابع پتانسیل (معمولاً پیچیده) خاص وجود دارد که ساختارهای پیوندی و بار هرکدام از اتم‌ها در محیطها و همسایگی‌های مختلف را توصیف می‌کنند. در این مقاله، به توصیف تمامی توابع پتانسیل موجود در میدان نیروی ReaxFF پرداخته شده‌است و با ذکر مثال‌هایی، منشاء شیمیایی و فیزیکی این نوع توابع پتانسیل روشن‌تر می‌شود. در پایان، به بررسی سیر تحول میدان نیروی ReaxFF در سال‌های اخیر پرداخته و همچنین به تعدادی از کاربردهای آن اشاره خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات