Комплекс NanoModel.ru

Проект 2
Компьютерное проектирование
хемосенсорного материала
Разработка комплекса программ
многомасштабного моделирования
Задача:
спроектировать под заданный набор аналитов
необходимый набор флуоресцентных хемосенсорных материалов.
Комплекс размещен на Сайте WWW.NANOMODEL.Ru и
поставлен в Университеты Екатеринбурга,
С.Петербурга, Иркутска
Комплекс NanoModel.ru
Уровни расчетов
Молекулярный
Супрамолекулярный
Нано
Мезо
~ 1 nm
~ 3 nm
~ 100 nm
~ 10 μm
•Структура фрагментов
РЦ
•Структура РЦ
•Свойства НЧ
•Энергии адсорбции
аналитов
•Распределение
аналита в НЧ
•Структура ансамбля
НЧ
•Спектры поглощения и
флуоресценции
индикаторов и
комплексов индикатораналит
•Распределение
аналита в ансамбле НЧ
•Оптический отклик
ансамбля НЧ
Комплекс NanoModel.ru
Методы расчетов
Комплекс позволяет проводить расчеты от молекулярного до
мезоскопического уровней в единой среде моделирования:
Метод функционала
плотности
структура элементов РЦ
спектральные характеристики
Молекулярная
динамика
структура РЦ
энергии адсорбции аналитов
Диссипативная
динамика частиц
структура ансамбля НЧ
Решение уравнений
диффузии
распределение аналитов
в ансамбле НЧ
Решение уравнений
Максвелла (FDTD)
оптический отклик ансамбля НЧ на
присутствие аналитов
2
Моделирование рецепторного центра Нильский Красный/полистирол
Структура
полимерной матрицы
Структура
рецепторного центра
Энергии взаимодействия
аналитов с РЦ и матрицей
2
1,5
1
0,5
0
-0,5
Вода
Метанол
Этанол
Аммиак
Ацетон
Бензол
Динитротолуол
-1
-1,5
Методом молекулярной динамики построены модели структур комплексов молекулы красителя Нильского Красного (НК) на поверхностях полистирола (ПС)
различного вида. В качестве поверхностей рассмотрены поверхность пленки и поверхности клубков изолированных цепей полистирола. Разнообразие форм
поверхности позволяет получать комплексы НК с локальным окружением различного строения. После этого структура и спектры поглощения НК,
адсорбированного на поверхности наночастицы ПС были исследованы квантово-химически методом TDDFT. Кластер обрезали так, чтобы оставить только
ближайшие к красителю фенильные кольца. Последние заменяли на эффективные фрагментные потенциалы. В этой модели были рассчитаны спектры
поглощения системы НК/ПС и комплекса НК-MeOH/ПС. Результаты согласуются с расчетом, учитывающим те же фенильные кольца в явном виде, и с расчетом
в континуальной модели PCM. Опубликованы две статьи.
Лаб. 102
4