水蒸気の分子動力学シミュレーション？

私は水蒸気でMDをしようとしています。私が知っているように、SPC、SPC / E、TIP3Pなどの液体水にはいくつかの水モデルが存在しますが、それらは水の蒸気状態にも適用されますか？そして、液体と蒸気水のシミュレーションの違いは何ですか？

ほとんどの標準的な水モデルは、液相の特性に従って「調整」されていることは確かです。結局のところ、これらは、界面特性をモデル化するのではなく、バルク水のためのモデルとして使用することを目的としています。

それはあなたが、言ったことができます限り、あなたがそれらに関連付けられているかなりの不備と一緒に暮らすために喜んでいるように、シミュレート気液平衡にこれらの液相のモデルを使用しています。数年前、私は一般的な水モデル （arXivリンク）の表面張力の調査を行いましたが、どれも62 mN / m（実験値は72 mN / mに近い）を超える表面張力を与えないことがわかりました。現在入手可能な最高の水モデルであるTIP4P / 2005モデルでも、約65 mN / mの値しか得られません（Gromacs、NAMD、およびLAMMPSシミュレーションによる）。

気相について覚えておかなければならない主なことは、密度が非常に低いため、低温では蒸気相に水分子がほとんどないことです。つまり、正確な計算のために十分な統計を取得するには、大規模なシステムまたは長いサンプリング時間が必要になります。

一般的に、最も重要な量（誘電率、双極子モーメント、表面張力など）を最も正確に再現する力場を選択する必要があります。これは、さまざまな水モデルとそれぞれの長所と短所への優れたガイドです。

そこには数十の異なる水モデルがあり、それらはすべて独自の方法で吸い込むため、最終的には目を閉じて1つを選択する必要があります。私の経験では、ほとんどの非専門家は、事実上の標準、つまりTIP3P / TIP4Pを使用するだけです。これはおそらくほとんどのアプリケーションで問題ありません。

気相と液相における力場の正確さの違いについては、すべてのMM力場の弱点の1つは、非常に状況に依存することです。気相に対して正確な力場は、液相に対しては常に正確性が低く、逆もまた同様です。分極などの一部の力場機能は、分子コンテキストの変化に対するある程度の動的応答を可能にしますが、それでも、2つのフェーズにわたって化学的精度に近いMM力場はありません。ほとんどのシミュレーターは、これらの種類の不正確さのあるレベルで生きることを学ぶと思います。

非常に正確な多相シミュレーションが必要な場合は、量子法の調査を開始する必要があります。