Este protocolo aborda o quão bem as abordagens potenciais empíricas podem ser adaptadas para atender à previsão razoável de propriedades estruturais e vibracionais de sistemas prototípicos de células solares sensibilizadas por corantes. Isso é importante devido às abordagens de custo computacional surpreendentemente reduzidas com a possibilidade de várias abordagens amostrais. Para realizar uma simulação dinâmica molecular, abra o arquivo de software de simulação DL_POLY e use o campo de força bem validado de Lopez, et al.
para relaxar a configuração do líquido iônico de temperatura ambiente através de potenciais empíricos. Em seguida, use o campo de força Matsui-Akaogi, incluindo a mobilidade da Titania no processo de relaxamento para modelar anatase. Para realizar uma otimização de geometria com um gradiente de gradiente conjugado de gradiente relativo gradiente de 0,0001, especifique a otimização no arquivo de campo para 15 picosegundos com uma parada de tempo femtosegundo em 300 Kelvin em um conjunto NVT.
Para correr DL_POLY no terminal, entre DL_POLY. X.In o arquivo de controle, especifique o Nariz-Hoover para NVT e opte pela impressão da trajetória de velocidade de posição a cada femtosegundo. Para a superfície anatase, certifique-se de que é periódico ao longo dos eixos de laboratório x e y projetando para a temperatura ambiente líquidos iônicos um par de superfícies paralelas com um eixo x de 21 angstroms e um eixo y de 21 angstroms.
Certifique-se de que o sistema de células solares sensibilizadas com corante com um solvente explícito seja composto por 827 átomos. Para o caso em vacuole, deve haver 347 átomos no sistema. No arquivo de campo para parâmetros de Lennard-Jones, aplique Lorentz-Berthelot combinando regras e digite a média aritmética dos raios Lennard-Jones e a média geométrica das profundidades de poço de Lennard-Jones para os campos de força empírica na parte inferior do arquivo de campo sob a guia de interações não ligadas.
Para lidar com eletrostáticos de longo alcance, aplique o método Ewald usando um comprimento de corte não ligado de 10 angstroms e defina o parâmetro de decadência de espaço real para o método Ewald no arquivo de controle a aproximadamente 3,14 por comprimento de corte não ligado. Em seguida, selecione o número de vetores de onda Ewald para garantir uma tolerância relativa na avaliação de Ewald de uma vez 10 para o quinto negativo dentro do arquivo de controle. Realize uma série de avaliações de energia potenciais com um arquivo REVCON renomeado como config até que a pressão do sistema na saída converge para dentro de alguns por cento para selecionar o comprimento de corte não ligado.
Do arquivo histórico, use a velocidade diatom Python separada. py no terminal para extrair as velocidades individuais x, y e z em cada passo. Para calcular a função de correlação automática de velocidade, use vacf151005.
py e entrar classical_dye_autocore. sh para o terminal. A função de correlação automática de velocidade será calculada para todas as diatomás.
Para calcular os espectros da dinâmica molecular, use uma transformação fourier ponderada em massa da função de correlação automática de velocidade atômica do corante, use PYTHON MWPS. py e entrar run_all_4. sh no terminal.
Os espectros de energia ponderados em massa serão computados. Para avaliar os conjuntos de alterações parciais nos líquidos iônicos de temperatura ambiente para simulação dinâmica molecular de base padrão imperial para comparação pronta entre si, prepare uma tabela das cargas de literatura e insira esta tabela no formato de arquivo de campo para DL-POLY. Para calcular as cargas líquidas iônicas de temperatura ambiente mulliken, média acima de quatro pontos da trajetória de dinâmica molecular ab-initio, re-normalizar e preparar uma tabela das cargas de literatura e inserir a tabela em formato de arquivo de campo para DL-POLY.
Para realizar a análise do EHT, a média é superior a quatro pontos da trajetória de dinâmica molecular ab-initio, implementada no pacote de software de ambiente operacional molecular. Re normalize e prepare uma tabela das taxas de literatura e insira o campo no formato de arquivo de campo para DL-POLY. Aqui, são mostrados motivos de vinculação representativa dos quatro conjuntos de carga parcial diferentes após 15 picosegundos de dinâmica molecular.
Para as cargas derivadas da literatura, como demonstrado, uma proeminente interação de ligação de hidrogênio com um próton superficial pode ser observada. No entanto, os três conjuntos de carga derivados da dinâmica molecular ab-initio não apresentam uma interação coulombíbica tão forte com um próton de superfície. De fato, a menor magnitude das cargas parciais no caso derivado da literatura em comparação com as amostradas de várias maneiras da dinâmica molecular ab-initio leva a menor extensão de blindagem de carga em relação à maior magnitude parcial de temperatura ambiente encargos líquidos iônicos.
Curiosamente, o conjunto de carga derivada de Mulliken mostra uma certa torção sustentada do corante para ter uma ligação de hidrogênio proeminente com um átomo de oxigênio de ponte na superfície da anatase. A melhor carga de qualidade se encaixa a partir da dinâmica molecular ab-initio leva a motivos de ligação N719 mais realistas que estão de acordo com a dinâmica molecular de Born-Oppenheimer baseada em PEV com dispersão Grimme-D3. Os resultados espectrais da dinâmica molecular de dinâmica molecular de ab-initio de massa demonstram um conjunto de picos espectroscópicos de 300 a 400 centímetros de região.
Os principais picos presentes no espectro clássico são de 600 e 800 centímetros para as cargas derivadas da literatura, 525 e 800 centímetros para as cargas mulliken, 675, 810 e 900 centímetros para as cargas do EHT, e 650, 800 e 900 centímetros para a carga de Hirshfeld. Certifique-se de verificar a estrutura inicial da geometria da Titania em todas as direções. Para otimizar, o campo de força pode ser usado para avaliar o potencial empírico em espectros vibracionais como previsto para a dinâmica molecular.
a dinâmica molecular ab-initio é uma estratégia eficaz e promissora. O uso da dinâmica molecular também é provável que seja importante na simulação para permitir o protótipo de células solares sensibilizadas por corantes
