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adf:cross-linkingratio

ReaxFF-聚合反应交联率:聚合反应的模拟与交联率的计算

本文基于AMS2020.101,以及AMS中的Bond Boost算法加速聚合反应。关于Bond Boost算法的详细教程,参考:Bond Boost:加速分子动力学模拟中新键形成。本文的参数设置、体系与该教程一致,只是增大了体系的规模,请务必首先阅读该教程。当然如果不使用Bond Boost加速,也可以跳过这部分,仅仅进行常规的分子动力学模拟。

为了计算交联率,用户需要下载一个Python脚本(下载后需解压得到*.py文件),并将其放置于任务所在文件夹内。

模型

Bond Boost加速的设置

类似“Bond Boost:加速分子动力学模拟中新键形成”中,分别定义DETDA和BisF中的4类原子,定义如下所示:

在软件中实现:

Bond Boost参数:

这里设置了可以同时加速10个反应。

一般性分子动力学的参数设置

保存任务并运行。

交联率计算

在命令行中,通过cd命令进入作业所在文件夹(也就是*.py文件所在文件夹),输入命令:

$AMSBIN/plams cross-link-density.py -v resultsdir=*.results

注意将*替换成实际作业名。

Windows:双击AMS20*.*/ams_command_line.bat打开命令行窗口,并输入bash回车,即可使用命令行、脚本,通过cd命令进入作业所在目录,例如cd D:\ADF_DATA\TrainingCourse\AMS2020\ReaxFF\04Bondboost回车,即可使用上述命令进行分析

输出

( 174/ 189) 44.000 0.600
( 175/ 189) 44.000 0.600
( 176/ 189) 44.000 0.600
( 177/ 189) 43.000 0.575
( 178/ 189) 43.000 0.575
( 179/ 189) 44.000 0.600
( 180/ 189) 42.000 0.550
( 181/ 189) 43.000 0.575
( 182/ 189) 43.000 0.575
( 183/ 189) 43.000 0.575
( 184/ 189) 42.000 0.550
( 185/ 189) 42.000 0.550
( 186/ 189) 42.000 0.550
( 187/ 189) 42.000 0.550
( 188/ 189) 42.000 0.550
( 189/ 189) 40.000 0.500

  Final density: 0.407
  Cross-linking ratio: 0.500

其中,

  • 括号中的值表示当前分析的帧和帧总数
  • 第二列是在该框架下系统中发现的C-N键的总数
  • 第三列是计算出的交联比
  • 即新形成的CN键与理论上可能的CN键的数量之比(每个胺基有两个新键)。
  • 最后交联率0.5

显然密度还没有收敛到实验值,是否可能只延长模拟的时间即可解决,这取决于体系。通常这种交联聚合物结构,需要进行一次或多次模拟退火,以消除结构中的局部密度热点或真空气泡。可参考文献:A. Vashisth, C. Ashraf, W. Zhang, C. E. Bakis, and Adri C. T. van Duin, J. Phys. Chem. A 2018, 122, 32, 6633-6642 (2018)

adf/cross-linkingratio.txt · 最后更改: 2020/11/26 17:25 由 liu.jun

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