分子模拟方法总结

除了我们前面已经介绍过的4种分子模拟计算方法外，还有一种与分子动力学模拟类似的计算方法为布朗动力学模拟。布朗动力学模拟适用于大分子的溶液系统，计算中，将大分子的运动分为根据力场作用的运动与来自溶剂分子的随机力作用。通过布朗运动方程式可得到大分子运动的轨迹及一些统计与热力学的性质。布朗动力学模拟通常适用于计算生化分子(如DNA、RNA、蛋白质、多肽等)的水溶液。此算法的优点在于能计算大分子在较长时间范围内(纳秒级)的运动，其缺点是将溶剂分子的运动视为布朗运动粒子的假设未必是正确的，因此目前此方法使用人数较少。

分子模拟作为一种计算机模拟技术，主要可以进行解释工作和预测工作。前者为实验奠定理论基础，通过模拟解释实验现象、建立理论模型、探讨过程机理等，后者为实验过程提供可能性和可行性研究，进行方案辅助设计、材料性能预测、过程优化筛选等。不同的分子模拟方法可以得到不同的信息。量子力学模拟方法可以计算得到分子的大多数性质，如结构、构象、偶极矩、电子亲和力、电离能和过渡态等等；通过分子力学计算方法可以得到分子体系的稳定构象、热力学特性和振动光谱等信息；蒙特卡罗法可以计算复杂分子体系的结构变化，特别是相变化的信息；通过分子动力学方法可以得到复杂分子的热力学性质、结构、力学等性质，特别是可以观察体系的动态演变；布朗动力学方法可以用于研究氨基酸组成的大分子蛋白质等生化分子在水溶液中的折叠过程等等。

分子模拟所涉及的研究领域，涵盖了物理、化学、化工、材料、生化等几乎一切可以通过建立理论模型进行研究的体系，基本都能够得到与实验结果近似的计算结果，所以分子模拟己逐渐成为与实验方法并重的一种强有力的研究手段。

参考文献

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