Pakiet VEGA ZZ to program chemiczny służący do [8] analizy i wizualizacji struktur cząsteczek w świecie 3D. Program umożliwia zaawansowane obliczenia zachowania się cząsteczki w przestrzeni pod względem trajektorii ruchu, energii cząsteczek i otoczenia, oddziaływania innych molekuł, powierzchni molekularnej i wielu innych kategorii. Pakiet umożliwia również konwersje do różnych, popularnych formatów, dzięki czemu można za jego pomocą współpracować z innymi programami chemicznymi. Program ponadto umożliwia pisanie własnych skryptów z użyciem języka programowania C oraz JavaScript.
W niniejszej pracy program ten jest wykorzystano się do modelowania układu, minimalizacji energii molekuł, obliczeń kwantowych oraz obliczenia ciepła adsorpcji na podstawie ciepła tworzenia izolowanych molekuł oraz układów wraz z zaadsorbowanymi innymi cząsteczkami.
6.1. Interfejs programu VEGAZZ 2.4.0.
Po włączeniu programu pojawia się okienko podobne jak na Rys.7. Największą część ekranu zajmuje okno odpowiadające za wizualizację modelowanych molekuł. Po prawej stronie okna znajdują się ikony będące skrótami narzędzi obliczeniowych oraz narzędzi do modyfikacji molekuły dzięki którym możemy w szybki sposób przebudować i odpowiednio wymodelować cząsteczkę, a następnie dokonać obliczeń na podstawie jej struktury przestrzennej. Nad głównym oknem znajduje się pasek ikon podstawowych, służących do zarządzania projektem np. zapisz, import, cofnij ruch, zapisz obraz wytnij, wlej. Nad tym paskiem znajduje się pasek zadań, gdzie umieszczone są wszystkie funkcje programu. Na samym dole znajduje się białe okienko w którym wyświetlane będą wszystkie informacje związane działaniami w programie.
Rysunek 7: Interfejs programy Vega ZZ.
6.2. Przegląd wybranych funkcji.
KORZYSTANIE Z GOTOWYCH SKRYPTÓW
Za pomocą polecenia File → Run script, program wyświetli nam okienko Select the script, jak na Rys.8, w którym to można wybrać dowolny gotowy skrypt napisany przez programistów. Panel ten umożliwia również stworzenie własnego skryptu, którym możemy posługiwać się w przyszłości za pomocą jednego kliknięcia myszki.
Zakładając, że chcemy skorzystać z gotowego modelu np. nanorurki węglowej który to chcielibyśmy poddać działaniom obliczeniowym zgodnie z algorytmami Mopac[4], powinniśmy rozwinąć w pierwszej kolejności listę Build , po czym kliknąć na pozycję Nanotube.r , a następni ustawić parametry nanorurki, w efekcie czego pojawi się nam model na ekranie głównym programu. W celu obliczeń Mopac, ponownie używamy poleceń File → Run script, gdzie rozwijamy pozycję Calculation i wybieramy z listy Mopac.r.
Rysunek 8: Uruchamianie skryptów w VEGA ZZ.
SZYBKI DOSTĘP DO NARZĘDZI
Dużym atutem programu jest to, iż za pomocą prawego przycisku myszki rozwija się szybko lista, w której mamy dostęp do narzędzi związanych z manipulacją, translacją, pomiarem oraz sposobem manipulacji cząsteczki.
Na Rys.9 można zobaczyć fragment takiej listy w którym pokazano akurat sposób wizualizacji Ball & stick solid , widoczny na przykładzie cząsteczki kofeiny. Ciekawa pozycja Joystick enabled umożliwia skorzystanie podczas modelowania z joysticka, używanego powszechnie do gier komputerowych. Takie rozwiązanie znacznie ułatwia badanie i pracę chemika projektującego skomplikowane przestrzenne struktury białek, łańcuchów DNA a także nanomateriałów.
Rysunek 9: Szybki dostęp do narzędzi.
FUNKCJE OBLICZENIOWE PROGRAMU
Program umożliwia różnorodne obliczenia modelowanych struktur. Na Rys.10 widać całą listę możliwych operacji, a ich opis i znaczenie przedstawiono poniżej:
- Charges & Potential – obliczanie ładunku i potencjału molekuł, zgodnie z wybranymi algorytmami obliczania pola sił oraz ładunku, widocznymi na Rys.10. Znaczenie i algorytm obliczeniowy dostępnych funkcji można zobaczyć klikając na ikony wyróżnione na żółto.
- Ammp – funkcja programu wykorzystująca szereg algorytmów minimalizacyjnych opartych na metodzie iteracji.
- NAMD – metoda obliczeń zgodna z zasadami dynamiki molekularnej przeznaczona do symulacji wysokiej wydajności dużych systemów biomolokularnych.
- Mopac – półempiryczny system przeliczeń orbitali molekularnych do badania ciała stałego, struktury chemicznej i reakcji.
- Surface – narzędzie umożliwia obliczenie i wygenerowanie powierzchni molekularnej w 3D oraz dodatkowo umożliwia otrzymanie parametrów takich jak : hydrofilowość, liofilowość oraz objętość molekularna.
Są to najważniejsze narzędzia obliczeniowe, których zastosowanie wymaga znajomości algorytmów działania. Na liście są też inne narzędzia przydatne w różnorodnych analizach, lecz w tej pracy nie będą one stanowić przedmiotu badań.
Narzędzia te zostały przedstawione w celu poznania i ułatwienia pracy osobie chcącej kontynuować tą pracę inżynierską lub osobie chcącej zacząć pracować z programem Vega ZZ. Szczególnie wartym uwagi z przedstawionych możliwości jest tworzenie skryptów, które znacznie ułatwiło by pracę naukowców zajmujących się obliczeniami chemicznymi, gdyż tworząc jeden, sprawdzony algorytm postępowania byliby w stanie korzystać z niego za pomocą jednego kliknięcia, redukując tym samym wielogodzinną pracę przy obliczeniach.
Rysunek 10: Dostęp do narzędzi obliczeniowych.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz