通过表面跳跃模拟来解决光诱导的Femtosecond三维溶液-溶剂动力学

科学领域:

• 计算化学计算化学
• 物理化学 物理化学
• 频谱学是一种光谱学.

背景情况:

• 溶液-溶剂相互作用控制着光诱导的动力学,导致了诸如溶染色体和电荷转移等现象.
• 精确模拟这些动态需要解决溶液光刺激和同时3D溶剂分布.
• 传统的方法,如轨迹表面跳跃 (TSH) 与QM/MM是计算上昂贵的大规模模拟.

研究的目的:

• 引入和应用具有分子力学 (LVC / MM) 方法的计算效率高的线性振动合模型来模拟光诱导动力学.
• 解开水中的硫基化合物的光诱导动力学,重点关注溶解物-溶剂相互作用和键重组.
• 建立一个方法来估计无噪声溶剂分配函数所需的轨迹数量.

主要方法:

• 使用的轨迹表面跳跃 (TSH) 与一种新的分子力学 (LVC/MM) 方法的线性振动合模型相结合.
• 使用静电嵌入用于嵌入溶剂,非adiabatically合的潜在能量表面.
• 模拟了大约1万个轨迹3皮秒,以分析溶剂分布和电子动态.

主要成果:

• 证明LVC/MM方法的尺度类似于分子力学力场,显著降低计算成本.
• 观察到平面内与基态中的硫原子的键,在激发时与分子平面垂直地断裂和重构.
• 揭示了溶剂放松动力学与电子动力学相结合,包括系统间交叉,具有不同的键改革时间表.

结论:

• LVC/MM方法提供了一个计算上可行的途径,可以准确模拟合溶液-溶剂光诱导动力学.
• 这项研究阐明了电子激发,键动态和硫化合物中的溶剂放松之间的复杂相互作用.
• 这些发现有助于更好地理解溶液中的光激发分子,并对生物相关分子如核基具有重要意义.