Création d'un champ de forces spécifique à la simulation des polymères
Résumé du mémoire
En modélisation moléculaire, le champ de forces comporte l'ensemble des paramètres utilisés pour le calcul de l'énergie et influence donc beaucoup la qualité des résultats. La qualité d'un champ de forces dépend essentiellement de sa représentativité par rapport aux molécules que l'on veut simuler. Pour paramétrer un champ de forces on utilise généralement une approche « empirique » qui se base sur des données structurales (géométries) et/ou énergétiques obtenues à l'aide de calculs de mécanique quantique ou une autre méthode de simulation. Une sélection de molécules (la base de données) représentatives est choisie pour effectuer des ajustements de paramètres et l'on vérifie ensuite sur d'autres systèmes (généralement plus gros) que les paramètres sont bien transférables à notre problème. Dans le cadre de cette étude nous avons choisi d'utiliser des calculs quantiques ab initio comme base de référence et d'utiliser une méthode identique à celle utilisée avec succès par un groupe de chercheurs américains. Dans les prochains paragraphes nous allons brièvement décrire la méthode de calcul quantique que nous utilisons dans ce travail ainsi que le formalisme utilisé dans les champs de forces de mécanique moléculaire.
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Sommaire du mémoire
Elaboration du champ de forces
Choix de la référence : La mécanique quantique
Choix du modèle de Mécanique Moléculaire
Méthodologie
Calcul ab initio
Calcul de l'énergie en Mécanique moléculaire
Résultats
Détails des potentiels de tension
Détails des potentiels de flexion
Validation du champ de forces
Comparaison avec d'autres Champ de forces
Comparaison avec un Champ de forces spécifique
Calcul ab initio sur un dimère PBcis
Calcul de densité de l'éthane
Calcul de l'enthalpie de vaporisation
Extraits du mémoire
[...] Il suffit de lui transmettre le résultat de la fonction et il se charge de modifier la valeur des paramètres. L'algorithme utilisé dans le script est décrit par la Figure 12. Pour estimer la qualité des fits de chaque degré de liberté, on introduit un nouveau paramètre de contrôle : la déviation standard moyenne (ASD ( 3.4 Cette grandeur facilite l'optimisation tout en apportant un poids statistique supplémentaire aux paramètres nécessitant plus de points pour être définis (les torsions par exemple). [...]
[...] Il faut donc toujours vérifier la légitimité des solutions qu'il offre. Le champ de force a été testé sur des chaînes de Polybutadiène trans ou cis et sur des chaînes d'isoprène et donne de bons résultats. Il reste à le vérifier pour des chaînes comportant des monomères vinyliques et cycliques. Il faudra peut-être, si c'est la dernière alternative possible, optimiser les paramètres AUA pour nos systèmes Bibliographie La base de données est présentée dans les Annexes. L'ensemble des paramètres des potentiels de tension et de flexion, des SD et des écarts sont repris dans les annexes. [...]
[...] Nevins, J.-H. Lii, and N. L. Allinger J. Comput. Chem; [xvi] Compton D. A. C., Montero S., Murphy W. F., J. Phys. [...]
[...] Ces fonctions rassemblées dans le champ de forces doivent fournir une bonne description de l'énergie et des forces agissant dans la molécule et entre les différentes molécules. Un champ de forces est donc un modèle dont chaque composante fait l'objet d'une suite d'hypothèse pouvant chacun affecter les résultats des simulations. Nous présentons dans ce qui suit les différentes parties d'un champ de forces Calcul de l'énergie En mécanique moléculaire, les interactions sont divisées en deux termes ; le premier décrit les interactions entre molécules et le second, le seul qui nous intéresse dans la première partie de ce travail, les interactions à l'intérieur de la molécule ( 2.2 ( 2.2 ) Notre champ de forces divise l'énergie intramoléculaire de la molécule en quatre termes (Figure : le premier correspond aux variations de la longueur de liaison entre 2 atomes (potentiel de liaison) ; le second aux variations de l'angle de valence entre 3 atomes (potentiel d'angle ou de flexion), le troisième aux variations de l'angle dièdre entre 4 atomes (potentiel de torsion) et le dernier entre les atomes séparés par au moins 3 liaisons. [...]
[...] ; Ungerer P. ; Boutin A. ; Mackie A.D. ; J. Phys. Chem. B 14109-14114. [xii] Damm W., Tirado-Rives J., Jorgensen W. L., Supporting Information for the OPLS-AA Force Field,1996. [xiii] Allinger N. [...]
Matières scientifiques & technologiques