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MS CG

大規模系における長時間スケールでの効率的な粗視化(CG)分子動力学(MD)シミュレーション

材料科学:CG

複雑なシステムを特徴づけるための大規模な構造的平衡化と進化のモデル化

phase の分離や液体の構造化など、製剤開発や化学開発において重要な現象は、全原子(AA)分子動力学シミュレーションでは把握が困難な時間スケールや長さスケールで発生することがある。

MS CG(Materials Science Coarse-Grained Modeling)は、AAモデルよりも長期間にわたる、より大規模なバルク系の分子動力学シミュレーションを目的としています。MS CGは、粗視化分子を描画し、全原子構造から粗視化構造へのマッピングを自動的に行うためのインフラストラクチャを提供するほか、粗視化力場のフィッティングや割り当ても行います。 さらに、MS CG では、進化した粗視化系を全原子表現へと逆マッピングすることが可能であり、これによりモデリングのループを閉じて、粗視化による進化の効率性と、全原子による特性評価の詳細な精度を両立させることができます。

主な機能

柔軟で直感的なワークフローにより、関心のある大規模なシステムを簡単に構築できます

  • 分子のCGを直接スケッチする
  • MARTINI や散逸粒子ダイナミクス(DPD)向けに、あるいはユーザーの指定に基づいて、全原子分子をCGモデルに自動的にマッピングします。
  • CGポリマーを効率的に構築する
  • バルク系における分子の架橋
  • ビーズ1つあたり10個程度の原子からなる単純なモデルから、ビーズ1つあたり2~10個の原子からなるより詳細なモデルまで、さまざまなレベルのモデルを提供する
  • 多様なビルダーを用いて、CG分子から複雑な構造を構築する

分子動力学シミュレーションの処理速度を向上させる

  • 多くの場合、原子レベルの詳細度に近い状態で、より高速なシミュレーションを実現する
  • 一般的な原子レベルシミュレーションの時間を超える、膨大な数の分子の集合体の挙動を研究する

詳細な分析のために原子系へのバックマップを行う

  • 初期状態の系を迅速に進化させるための粗視化シミュレーションの効率性と、特性評価のための原子モデルの精度を組み合わせている

高度な構造解析を行う:構造 およびその進化の理解を目的として設計された幅広いツールを用いて、粗視化シミュレーションから知見を抽出する

  • 幾何学的特徴を迅速に測定できる機能を備えた、CG軌跡 の表示
  • クラスタリング分析
  • ラジアル分布関数
  • 密度分布
  • 無料の体積分析
  • 膜脂質のチルト解析

システムの主要な特性を予測する

  • 熱物理的特性、機械的特性、および拡散特性を予測するための高度なワークフローを利用できます

広く利用されている粗視化力場に対して、柔軟なサポートとすぐに使える自動化機能を活用できます

  • AAからCGへの自動マッピングおよびCGのパラメータ化をサポートするDPD
  • MARTINI 2.x 非分極性力場。特殊化学品およびポリマー向けの、自動AA-CGマッピングおよびCGパラメータ化に対応
  • クーロン相互作用を伴う一般化されたレナード・ジョーンズポテンシャル

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