Co je to molekulární dynamika?

Molekulární dynamika je studium způsobu, jakým se atomy a molekuly pohybují. Přímé pozorování těchto částic není vždy možné, takže vědci studují molekulární dynamiku pomocí matematických vzorců. Tyto vzorce jsou naprogramovány do počítačů, které vědcům umožňují simulovat pohyb různých atomů a molekul. Ačkoli skutečné částice se nepoužívají při studiu molekulární dynamiky. Výsledky simulací jsou považovány za přiměřeně přesné.

Studie molekulární dynamiky je typem virtuálního experimentu. Studiem chování virtuálních molekul mohou vědci předpovědět o tom, jak se mohou chovat skutečné molekuly. Ačkoli nejsou použity žádné skutečné molekuly, výsledky těchto simulovaných experimentů jsou považovány za přesné. Nastavení určitých parametrů v rovnicích je experimenty přesnější.

Simulace molekulární dynamiky se používají k vytvoření virtuálních pozorování pohybu částic. V laboratoři to není vždy POSSIBLE nebo praktické pro skutečné pozorování molekulárního pohybu, takže se místo toho použije matematická simulace a počítačové modelování. Výhodou těchto typů experimentů je, že pohyb lze pozorovat po delší dobu, že jej lze pozorovat z blíže nahoru a že podmínky, jako jsou extrémy v tlaku nebo teplotě, které nejsou v laboratoři praktické, mohou být simulovány.

Počítače jsou schopny zobrazit vizuální reprezentaci pohybu atomů a molekul řešením matematických rovnic. Rovnice jsou založeny na Newtonových zákonech a mohou přesně předpovídat pohyb většiny atomů a molekul. Simulační programy používají rovnice k reprezentaci sil, které působí na částice, a pohyb atomů v trojrozměrném prostoru. Je také možné sledovat pohyb atomu nebo molekuly v průběhu času pomocí těchto vzorců.

Molecular DynamiIC lze také použít k pozorování vztahů mezi atomy a molekulami. Simulační programy sledují molekulární vazby, které jsou vytvořeny a zlomené a podle toho upravují rovnice. Ačkoli použité rovnice jsou založeny na Newtonových zákonech pohybu, ve většině případů mohou být aplikovány na pohyb velmi malých částic. Zákony, které se řídí pohybem kvantových částic, musí být občas použity v rovnicích molekulární dynamiky, aby se správně popisovaly pohyb částic.