Hvad er molekylær dynamik?

Molekylær dynamik er studiet af den måde, at atomer og molekyler bevæger sig.Den direkte observation af disse partikler er ikke altid mulig, så forskere studerer molekylær dynamik ved hjælp af matematiske formler.Disse formler er programmeret til computere, der giver forskere mulighed for at simulere bevægelsen af forskellige atomer og molekyler.Skønt reelle partikler ikke anvendes i studiet af molekylær dynamik.Resultaterne af simuleringerne anses for at være rimeligt nøjagtige.

Undersøgelsen af molekylær dynamik er en type virtuel eksperiment.Ved at studere opførsel af virtuelle molekyler kan forskere gøre forudsigelser om, hvordan reelle molekyler kan opføre sig.Selvom der ikke anvendes reelle molekyler, betragtes resultaterne af disse simulerede eksperimenter som nøjagtige.Justering af visse parametre i ligningerne gør eksperimenterne mere præcise.

Simuleringer af molekylær dynamik bruges til at gøre virtuelle observationer af bevægelsen af partikler.I et laboratorium er det ikke altid muligt eller praktisk at foretage faktiske observationer af molekylær bevægelse, så matematisk simulering og computermodellering bruges i stedet.Fordelene ved disse typer eksperimenter er, at bevægelse kan observeres i en længere periode, at det kan observeres fra tættere op, og at forholdene, såsom ekstremer i tryk eller temperatur, som ikke er praktiske i laboratoriet, kan væresimuleret.

Computere er i stand til at vise en visuel repræsentation af bevægelsen af atomer og molekyler ved at løse matematiske ligninger.Ligningerne er baseret på Newton -love og kan nøjagtigt forudsige bevægelsen af de fleste atomer og molekyler.Simuleringsprogrammer bruger ligningerne til at repræsentere de kræfter, der virker på partiklerne og bevægelsen af atomerne i tredimensionelt rum.Det er også muligt at spore bevægelsen af et atom eller molekyle over tid ved hjælp af disse formler.

Molekylær dynamik kan også bruges til at observere forholdet mellem atomer og molekyler.Simuleringsprogrammerne sporer de molekylære bindinger, der er dannet og brudt og justerer ligningerne i overensstemmelse hermed.Selvom de anvendte ligninger er baseret på Newtons bevægelseslove, kan de i de fleste tilfælde anvendes til bevægelsen af meget små partikler.Lejlighedsvis skal de love, der styrer bevægelsen af kvantepartikler, bruges i molekylære dynamik -ligningerne for korrekt at beskrive partikelbevægelse.