Wat Is Molecular Dynamics?

Moleculaire dynamica is de studie van de manier waarop atomen en moleculen verplaatsen. De directe waarneming van deze deeltjes is niet altijd mogelijk, zodat wetenschappers bestuderen moleculaire dynamica met behulp van wiskundige formules. Deze formules zijn geprogrammeerd in computers waarmee wetenschappers de beweging van verschillende atomen en moleculen simuleren. Hoewel echte korrels worden gebruikt in de studie van moleculaire dynamica. De resultaten van de simulaties zijn als redelijk accuraat.

De studie van moleculaire dynamica is een soort virtuele experiment. Door het bestuderen van het gedrag van virtuele moleculen, kunnen wetenschappers voorspellingen over hoe echt moleculen zou handelen te maken. Hoewel geen echte moleculen worden gebruikt, worden de resultaten van deze gesimuleerde experimenten accuraat geacht. Aanpassing van bepaalde parameters in de vergelijkingen maakt de experimenten nauwkeuriger.

Simulaties van moleculaire dynamica worden gebruikt om virtueel opmerkingen van de beweging van deeltjes te maken. In een laboratorium, is het niet altijd mogelijk of praktisch feitelijke waarnemingen van moleculaire beweging, dus mathematische simulatie en computermodellering worden gebruikt in plaats. De voordelen van deze soorten experimenten die beweging kan worden waargenomen voor langere tijd, het kan worden waargenomen vanaf dichterbij, en die omstandigheden, zoals extreme druk of temperatuur die niet praktisch in het laboratorium, kan gesimuleerd.

Computers kunnen een visuele weergave van de beweging van atomen en moleculen weergeven door het oplossen van wiskundige vergelijkingen. De vergelijkingen zijn gebaseerd op de wetten van Newton en kan de beweging van de meeste atomen en moleculen voorspellen. Simulatieprogramma's gebruiken de vergelijkingen om de krachten die op de deeltjes en de beweging van de atomen in de driedimensionale ruimte te vertegenwoordigen. Het is ook mogelijk de beweging van een atoom of molecuul in de tijd bij het gebruik van deze formules.

Moleculaire dynamica kan ook worden gebruikt om de relatie tussen atomen en moleculen te observeren. Het simulatieprogramma's volgen de moleculaire bindingen die worden gevormd en verbroken en de vergelijkingen aanpassen. Hoewel de gebruikte vergelijkingen zijn gebaseerd op Wetten van Newton, in de meeste gevallen kunnen worden toegepast om de beweging van zeer kleine deeltjes. Soms moet de wetten die de beweging van quantumdeeltjes regelen worden in het moleculaire dynamica vergelijkingen deeltjesverplaatsing kunnen beschrijven.