-
مایعات یونی که به عنوان حلال های سبز شناخته می شوند دارای خواص شیمیایی و فیزیکی ویژه ای هستند و کاربردهای بسیاری در صنایع مختلف دارند. از سوی دیگر، نانولوله های کربنی، با توجه به خواص مکانیکی، حرارتی و الکترونیکی برجسته خود به طور گسترده در طول دو دهه گذشته مورد توجه بوده اند. نشان داده شده است سیستم های حاوی مایعات یونی، به واسطه حضور سازنده هایی مانند نانوساختارها، ویژگی های مضاعفی می یابند و از این رو دارای کاربرد زیادی هستند. در مقاله حاضر، برخی از مطالعات سالهای اخیر برروی سیستم های حاوی مایعات یونی و نانولوله های کربنی با رویکرد شبیه سازی دینامیک مولکولی مرور می شوند. با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی می توان نشان داد که چگونه مایعات یونی می توانند نانولوله های مجتمع شده را جداسازی نمایند. همچنین شبیه سازی دینامیک مولکولی می تواند رفتار ساختاری و دینامیکی مایعات یونی محصور شده درون نانولوله های کربنی را نشان آشکار کند.
کلید واژگان: شبیه سازی دینامیک مولکولی, مایعات یونی, نانولوله های کربنیIonic liquids which are known as green solvents have specific physical and chemical properties and include great potential applications in various industries. In other hand, carbon nanotubes due to their outstanding mechanical, thermal and electronic properties have been extensively studied during the last two decades. It has been indicated that the systems containing ionic liquids and other components such as nanostructures and carbon nanotubes have properties which have reduplicated the importance of ionic liquids and carbon nanotubes. In the present paper, recent investigations on the systems containing various ionic liquids and carbon nanotubes by molecular dynamics simulation is reviewed and simulation details and computational methods for performing molecular dynamics simulation of some systems are presented. Using molecular dynamics simulation, it can be demonstrated how ionic liquids disperse the carbon nanotubes. Also, molecular dynamics simulation can be used for investigating the structural and dynamical behaviors of confined ionic liquids inside the carbon nanotubes.
Keywords: Molecular Dynamic (MD) Simulation, carbon nanotube (CNT), Ionic liquids (ILs) -
در این مقاله با استفاده از روش شبیه سازی دینامیک مولکولی، خواص مکانیکی پلی وینیل پیرولیدون تقویت شده با نانولوله های کربنی تک جداره مورد بررسی قرار می گیرد. اثر قطر و کایرالیتی نانولوله بر مدول الاستیک نانوکامپوزیت تقویت شده با نانولوله های کربنی مطالعه می شود. نشان داده می شود که پلیمرهای تقویت شده با نانولوله های زیگزاگ از نانولوله های آرمچیر، دارای مدول یانگ طولی بزرگتری هستند. به عنوان نمونه، استفاده از نانولوله های (5و5) و (0و9) که دارای قطرهای تقریبا برابر هستند، برای تقویت ماتریس پلیمری با درصدحجمی 10% به ترتیب منجر به مدولهای 43/78 و 55/81 گیگاپاسکال برای نانوکامپوزیت حاصل خواهد شد. به علاوه، افزایش قطر بر مدول یانگ طولی، تاثیر معکوس خواهد داشت. در نهایت با توجه به عدم توانایی مدلهای المان محدود موجود در بررسی خواص مکانیکی پلیمرهای متشکل از اتم هایی به غیر از کربن، یک مدل المان محدود بر پایه ی شبیه سازی دینامیک مولکولی ارائه می شود. نتایج به دست آمده با استفاده از این مدل، با دقت قابل قبولی به نتایج شبیه سازی دینامیک مولکولی نزدیک است. به علاوه، ضریب همبستگی قطر و مدول یانگ حاصل از روش دینامیک مولکولی برابر با 8375/0- و ضریب همبستگی قطر و مدول یانگ حاصل از روش المان محدود، 8781/0- به دست می آید.کلید واژگان: نانوکامپوزیت, پلی وینیل پیرولیدون, نانولوله های کربنی تک جداره, شبیه سازی دینامیک مولکولی, روش المان محدود, خواص مکانیکیMolecular dynamics simulations are used to study the mechanical properties of single-walled carbon nanotube reinforced polyvinyl pyrrolidone matrix. The effects of nanotube diameter and chirality on the elastic moduli of carbon nanotube reinforced nanocomposites are studied. It is shown that zigzag nanotube reinforced polymers have higher longitudinal elastic modulus than their armchair counterparts. For example, embedding (5,5) and (9,0) SWCNTs whose diameters are close to eachother in polymer matrix lead to the elastic modulus of 78.43 and 81.55 GPa, respectively. Besides, increasing diameter results in decreasing longitudinal Youngs modulus. Because of disability of the existing finite element approaches to study the behavior of polymers containing atom types other than carbon, based on molecular dynamics simulations, a finite element method is proposed. The results of the proposed method are in good agreement with the results of molecular dynamics simulations. The correlation coefficient of diameter and Young's modulus obtained from molecular dynamics simulations is equal to -0.8375. Moreover, the correlation coefficient of diameter and Young's modulus computed by finite element method is obtained as -0.8781.Keywords: Nanocomposites, Polyvinyl pyrrolidone, Single, walled carbon nanotubes, Molecular dynamics simulations, Finite element method, Mechanical Properties
-
شبیه سازی دینامیک مولکولی روشی مناسب برای مدل سازی میکروسکوپی مواد است و در شاخه های مختلف علوم و تکنولوژی کاربرد فراوان دارد. اندازه گیری تجربی خواص ترمودینامیکی تعداد زیادی از مواد را به دلیل هزینه بالا و صرف زمان زیاد اقتصادی نیست. با استفاده از روش های محاسباتی مانند شبیه سازی دینامیک مولکولی، می توان خواص ترمودینامیکی آن ها را محاسبه و نتایج حاصل را با داده های تجربی مقایسه نمود. یکی از مباحث مهم در شبیه سازی دینامیک مولکولی، بکار بردن قواعد ترکیب مناسب برای برهمکنشهای جفت غیر همسان است. در این پژوهش خواص حجمی مایع یونی (1-بوتیل 3-متیل ایمیدازولیوم هگزا فلوئورو فسفات)، استو نیتریل و مخلوط آن ها با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی و قوانین ترکیبی سه گانه برای برهمکنشهای جفت غیر همسان موردبررسی قرار گرفته و با تطبیق نتایج حاصل با داده های تجربی، میزان صحت هر کدام از قواعد ترکیبی مورد بحث قرار گرفته است.کلید واژگان: مایع یونی, 1- بوتیل 3- متیل ایمیدازولیوم هگزا فلوئورو فسفات, استونیتریل, قواعد ترکیبی, دینامیک مولکولیMolecular dynamics simulation is an appropriate method for microscpoic modeling of materials and is widely used in several fields of science and technology. Experimental measurement of thermodynamic properties of many materials is not economic due to time consuming and high cost of instruments. Using simulation methods such as molecular dynamics, thermodynamic properties of these materials can be computed and compared with experimental data. One of the important arguments in molecular dynamics simulation is application of appropriate combination ruls for dissimilar pair interactions. In this study, volumetric properties of 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate inonic liquid, acetonitrile, and their mixture are studied by molecular dynamics simulation and using three different combination rules for dissimilar pair interactions. Then the results are compared with experimental data inorder to evaluate validity of the applied combination rules.Keywords: Ionic liquid, 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate, acetonitrile, combination rules, molecular dynamics
-
برهمکنش های پروتئین 6twk با داروی اکتویین، مزدوج اکتویین- دندریمر پلی امیدوامین و مزدوج اکتویین- دندریمر پلی امیدوامین اصلاح شده با هیستیدین با استفاده از داکینگ مولکولی شبیه سازی دینامیک مولکولی بررسی گردید. بر اساس نتایح داکینگ مولکولی، افزایش انرژی پیوندی و کاهش ثابت بازداری ترکیبات، فعالیت بازداری آنها افزایش می یابد. پایداری پروتئین در کمپلکس با این لیگاندها با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی مطالعه گردید. نتایج شبیه سازی دینامیک مولکولی نشان داد که کمپلکس پروتئین با دندریمر پلیمری اصلاح شده با هیستیدین- اکتویین، کمترین مقدار میانگین مربع جابجایی، مناسب ترین لیگاند برای پروتئین و جابجایی دارو می باشد و این باعث می شود که نفوذ و کنترل دارو بهتر انجام می شود. همچنین این سیستم می تواند برای بررسی بیشتر بر روی برهم کنش های دارو اکتویین و پروتئین معرفی گردد.کلید واژگان: داکینگ مولکولی, دینامیک مولکولی, فعالیت بازدارندگی, مزدوج اکتوئین- دندریمر پلی امیدوامینThe interactions of 6twk protein with Ectoine drug, Polyamidoamine (PAMAM) /Ectoine and histidine modified PAMAM/Ectoine were investigated using molecular docking and molecular dynamics simulation. Based on the results of molecular docking increasing of binding energy and the decreasing of inhibition constant of the compounds, increase their inhibitory activity. Protein stability in complex with these ligands was investigated using molecular dynamics simulation approach. Results molecular dynamics simulation displayed that histidine modified PAMAM/Ectoine with the lowest mean square displacement (MSD) is the better suitable to deliver the ectoine drug. This causes the most controlled/diffusion of ectoine drug molecule. So, histidine modified PAMAM/Ectoine conjugate can be introduced for further investigations on interaction of ectoine drug and 6twk protein.Keywords: molecular docking, Inhibitory activity, Molecular Dynamics, PAMAM, Ectoine Conjugate
-
در این پژوهش، شبیه سازی دینامیک مولکولی برای برهمکنش های بین مولکول های داروی مکلورتامین در حالت خالص، در محیط آبی، با نانولوله کربنی تک جداره از نوع صندلی (6، 6) و با نانولوله کربنی عاملدار شده با (COOH) بررسی شده است. با استفاده از میدان نیروی OPLS، شبیه سازی دینامیک مولکولی برای تعیین خواص ساختاری و داینامیکی این دارو با نانولوله انجام شد. با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی خواص میکروسکوپی و خواص داینامیکی مانند دانسیته، تابع توزیع شعاعی (RDF)، میانگین مربعات جابجایی (MSD) و نفوذ مولکول های دارو در محیط آبی، همراه با نانولوله کربنی و نانولوله کربنی عاملدار شده محاسبه شدند. نتایج حاصل از RDF، نشان داد که جذب بین مولکول داروی مکلورتامین بر روی سطح نانولوله کربنی تحت تاثیر گروه عاملی است همچنین، نتایج MSD و RDF بیان میکند که پیوندهای هیدروژنی نقش اساسی در خواص ساختاری و دینامیکی این مولکول را دارد.کلید واژگان: نانولوله کربنی, مکلورتامین, تابع توزیع شعاعی, شبیه سازی دینامیک مولکولیNano scale, Volume:9 Issue: 3, 2022, PP 87 -95In this research, the molecular dynamics simulation for interactions between molecules of meclortamine in pure state, in aqueous medium, with single-walled carbon nanotubes of the armchair type (6, 6) and with carbon nanotubes functionalized with (COOH) has been investigated. Using the OPLS force field, molecular dynamics simulations were performed to determine the structural and dynamic properties of this drug with nanotubes. Using molecular dynamics simulations of microscopic properties and dynamic properties such as density, total energy, and radial distribution function (RDF), mean time-dependent displacement squares (MSD) and diffusion of drug molecules in aqueous medium with carbon nanotubes and functionalized nanotubes have been calculated. The results of RDF showed that the adsorption between the molecules of mechlorethamine on the surface of carbon nanotubes is affected by the functional group. Also, the results of MSD and RDF indicate that hydrogen bonds play an essential role in the structural and dynamic properties of this molecule.Keywords: Carbon nanotubes, Mechlorethamine, Radial distribution function Molecular, Dynamics Simulations
-
In this study, phosphorus trichloride (PCl3) and phosphorus triiodide (PI3) as the condensed inorganic materials were investigated based on the molecular dynamics simulation. To this purpose, molecular dynamics simulations were performed by applying force field parameters derived from the quantum chemistry approach. The potential energy data were computed at the B3LYP/6-31+G (d) and B3LYP/dgdzvpd levels of theory for different configurations of PCl3 and PI3, respectively. To determine force field parameters, a four-site all-atom force field model was used to correlate the potential energy data. Therefore, the force field parameters were applied to perform the molecular dynamics simulations. The MD simulations were performed to obtain the atomic number density, enthalpy, heat capacity, and radial distribution function in the NPT and NVT ensembles for PCl3 and PI3 dimers. There is a good consistency between the experimental data and simulation results over a wide range of experimental conditions.
Keywords: Molecular Dynamics Simulation, Force-field parameters, DFT calculations, Phosphorus trichloride, Phosphorus triiodide -
برای بررسی سامانه هایی که دست یابی به مقدارهای تجربی برخی از مشخصه های آن ها در شرایط غیرمتعارفی سخت است، می توان از فناوری شبیه سازی دینامیک مولکولی استفاده کرد.در این کار، شبیه سازی دینامیک مولکولی روش حذف یون های فلزهای سنگین روی و مس توسط زیولیت ها مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای ساختاری، جذب فلزهای سنگین روی و مس و همچنین انرژی های جذب به دست آمده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و با محاسبه میانگین مربع های جابه جایی بر روی زیولیت ها، مقدار ضریب نفوذ محاسبه شد. مقدارهای ضریب نفوذ در زیولیت A کم تر از زیولیت X است و این نشان دهنده این است که فلز در زیولیت نفوذ کم تری داشته و در پساب مانده و حذف آن توسط زیولیت A بهتر بوده است. راندمان جذب فلزهای سنگین با توجه به شبیه سازی و داده های تجربی 9/99 درصد است.نتیجه ها نشان می دهند که حذف روی از سطح زیولیت نیازمند انرژی بیش تری نسبت به فلز مس می باشد چرا که یون های روی جذب شده پایداری بالا در سطح جاذب از خود نشان می دهند.کلید واژگان: شبیه سازی دینامیک مولکولی, زئولیت, فلزهای سنگین, میانگین مربع جابه جاییThe molecular dynamics simulation technique can be used to examine systems that are difficult to achieve the experimental The molecular dynamics simulation technique can be used to examine systems that are difficult to achieve the experimental values of some of their characteristics in unconventional conditions. In this work, molecular dynamics simulation methods of removal of heavy metals (zinc and copper) were evaluated by zeolites. The structural parameters, the adsorption of heavy metals of zinc and copper well as the adsorption energies were analyzed. Calculating the mean square displacements on zeolites, the amount of diffusion coefficient was calculated. The amount of diffusion coefficient in zeolite A is less than that of zeolite X, which indicates that the metal has less diffusion in zeolite and remains in the effluent and its removal by zeolite A is better. Heavy metal adsorption efficiency is 99.9% based on simulation and experimental data. The results show that Zn removal from zeolite surface requires more energy than copper since absorbed ions exhibit high stability at adsorbent surfaces.Keywords: Molecular Dynamics Simulations, Zeolite, heavy metals, Mean Square Displacement
-
در این مقاله، به مطالعه تاریخچه زمانی جابه جایی نقطه مرکزی نانو ورق های تک لایه گرافن تحت عبور جرم متحرک، پرداخته شده است. جهت تحلیل عبور نانوذره بر روی ورق گرافن، از تیوری غیرمحلی الاستیسیته استفاده شده و در نهایت معادلات حاکم، با روش بسط عملکرد ویژه، استخراج شده اند. همچنین با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی، تاریخچه زمانی جابه جایی نقطه مرکزی ورق های گرافن تک لایه تحت شرایط مرزی مختلف و عبور نانو ذره فلزی با هندسه های مختلف (همچون مکعب مربع، کره و تیغه) در راستای طول و از میانه ی این ورق ها که از جمله پارامترهایی هستند که در تغییر رفتار گرافن موثر می باشند، بررسی شده و نتایج حاصل از محاسبات تیوری با شبیه سازی های دینامیک مولکولی مربوطه مقایسه گردیده است. افزون بر این، نتایج حاصل از شبیه سازی دینامیک مولکولی برای ورق یک لایه گرافن با نتایج حاصل از تیوری الاستیسیته غیرمحلی مربوط به آن، مقایسه شده و یک ضریب غیرمحلی برای مدل موردنظر پیشنهاد شده است. درنتیجه مقایسه ی نتایج حاصل از تیوری مربوطه و شبیه سازی اطمینان بیشتری را جهت اعتبار سنجی در مورد پاسخ ورق گرافن فراهم خواهد کرد.کلید واژگان: ورق گرافن تک لایه, شبیه سازی دینامیک مولکولی, تئوری کلاسیک صفحه, نانوذره متحرک, تئوری الاستیسیته غیرمحلیIn this article, the study of the time history of the displacement of the central point of single-layer graphene nanosheets under the passage of moving mass has been studied. In order to analyze the passage of the nanoparticle on the graphene sheet, the non-local theory of elasticity was used and finally the governing equations were extracted by the special function expansion method. Also, by using molecular dynamics simulation, the time history of the displacement of the central point of single-layer graphene sheets under different boundary conditions and the passage of metal nanoparticles with different geometries (such as square cubes, spheres and blades) along the length and through the middle of these sheets, including There are parameters that are effective in changing the behavior of graphene, and the results of theoretical calculations have been compared with the relevant molecular dynamics simulations. In addition, the results of the molecular dynamics simulation for a single-layer graphene sheet have been compared with the results of the corresponding non-local elasticity theory, and a non-local coefficient has been proposed for the model. As a result, the comparison of the results obtained from the relevant theory and simulation will provide more confidence to validate the response of the graphene sheet.Keywords: Elasticity theory, Dynamic deflection, Graphene Sheets, Moving mass, Molecular dynamics simulations
-
Molecular dynamic simulation is a powerful method that monitors all variations in the atomic level in explicit solvent. By this method we can calculate many chemical and biochemical properties of large scale biological systems. In this work all-atom molecular dynamics simulation of polyalanine (PA) was investigated in the presence of 0.224, 0.448, 0.673, 0.897 and 1.122 M of guanidinium chloride (GdmCl) at 273-395 K by molecular dynamics simulation. Analysis of surface area, radial distribution function, radius of gyration, heat capacity, hydrogen bond, helix, coil and beta contents showed that an intermediate appears on the way of helix to coil transition. GdmCl at low concentration increases the midpoint of transition temperature (Tm), number of solvent molecules in the hydration layer and interapeptide hydrogen bond as well as decreases in rate of helix to coil transition. Thus, the role of guanidine at low concentration is same as osmolytes which decreases the beta form, increases hydration layer and the polypeptide thermal stability.Keywords: Phase transition, Polyalanine, Thermal Stability, Heat Capacity, Intermediate
-
شبیه سازی دینامیک مولکولی شاخه ای شناخته شده درعلم بیوانفورماتیک است که پیچیدگی فرایندهای زیستی را در محیط دینامیک آبی مشابه جهان سلولی و در مقیاس نانو مورد مطالعه قرار می دهد. در طول پنج دهه گذشته از انجام اولین شبیه سازی دینامیک مولکولی بر یک پروتیین، ادراک زیست شناسی از ساز و کار فرایندهای مولکولی از چندین منظر به وسیله این شبیه سازی ها متحول شده است. در این مقاله، ضمن مروری بر مهم ترین مطالعات شبیه سازی دینامک زیست مولکول ها به تشریح سه نقطه اصلی تحول ایجاد شده پرداخته می شود. این نقاط شامل: تاخوردگی پروتیین ها، نقش غشای سلولی در عملکرد گیرنده ها و تاثیر مولکول های آب است. نهایتا نحوه تعیین زمان شبیه سازی و تعداد اتم ها در سیستم بررسی می شود.
کلید واژگان: شبیه سازی دینامیک مولکولی, تا خوردگی پروتئین, غشای سلول, گیرنده سلولی, حلال آبMolecular dynamics (MD) simulation is a well-known subject in the field of bioinformatics. MD simulations study the complexity of biological processes in the aqueous dynamic environment similar to the cellular world at the nanoscale. Over the last five decades since the first molecular dynamics simulations were performed on a protein, the biological understanding of the mechanism of molecular processes has been transformed from several perspectives by these simulations. In this review article, the most important molecular dynamics simulation studies on the biological systems are discussed. While reviewing the most important studies, the focus would be on the three main breakthroughs in this field. These Three turning points include: protein folding, the role of the cell membrane in the function of the cell receptors and the effect of water molecules in MD simulations. Finally, the means of determining the simulation time and the number of atoms in the system are discussed.
Keywords: Molecular Dynamics Simulation, Protein folding, Cell membrane, Cell receptor, Water solvent
-
از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبهای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شدهاست.
- نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شدهاند و انتظار میرود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
- جستجوی عادی ابزار سادهای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش دادهشود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشتههای نویسنده خاصی هستید، یا میخواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.
* ممکن است برخی از فیلترهای زیر دربردارنده هیچ نتیجهای نباشند.
-
معتبرحذف فیلتر