Program NanoEngineer-1 firmy Nanorex udostępniany na licencji open-source (GPL) służy do trójwymiarowego modelowania i symulowania kompozytów, nanorobotów , różnorodnych struktur i zjawisk występującej w skali nanometrycznej. Posiada bardzo łatwy w użyciu, interaktywny interfejs graficzny 3D do projektowania i modelowania dużych, atomowo precyzyjnych systemów kompozytowych w tym również materiałów nanoporowatych.
Do symulacji i analiz, NanoEngineer-1 obsługuje wiele systemów dynamiki molekularnej i mechaniki kwantowej w jednym środowisku, zapewniając szeroki zakres skali nano możliwości symulacyjnych.
Program posiada bardzo obszerną bazę modeli włącznie z strukturami nanorurek węglowych, fullerenów, cząsteczek białek i aminokwasów jak i strukturą DNA. Możliwe jest również importowanie modeli z innych programów chemicznych zapisanych w formacie PDP i MMP.
Program ten użyto głownie do celu zamodelowania i wizualizacji struktur badanych układów molekularnych, które następnie przekonwertowano do pakietu Vega ZZ, gdzie poddano je zaawansowanym obliczeniom.
7.1. Interfejs programu NanoEngineer-1
Po włączeniu NanoEngineer-1 zobaczyć można ekran pokazany na Rys.11, na którym znajdują się m.in. okna narzędziowe, listy, ikony itp. Obszar wizualizacji modelów zajmuje największą część ekranu i jest to ciemne pole pokazane na Rys. 11, posiadające również osie wymiarów podane w nanometrach. Po jego prawej stronie znajduje się pasek narzędziowy zawierający elementy pełniące funkcje wizualizacji i metod zaznaczania obiektów. Po lewej stronie natomiast jest okno z rozwijanymi listami służące do zarządzania projektem oraz do modyfikacji i wpisywaniu danych do różnych funkcji narzędzi programu. Na samym dole znajduje się linia statusowa wyświetlająca informacje o postępie procesów symulacyjnych, procentowych momentach zdarzeń, wynikach analiz oraz parametrach i przestrzennych lokalizacjach obiektu. Nad ciemnym ekranem mamy pasek podstawowych narzędzi Bulid, Insert, Tools, Move, Simulation. Za tymi pięcioma przyciskami wyświetlone są kolejne ikony przedstawiające dostępne funkcje podstawowych pięciu narzędzi.
Za pomocą narzędzia Bulid można budować proste modele w szybki sposób, korzystając od razu z funkcji np. Chunks, DNA, Nanotube, Crystal, Peptide, Graphene. Nad tym paskiem znajduje się kolejny pasek narzędzi z funkcjami odpowiadającymi za sposób wizualizacji obrazu (np. rzut z prawej, lewej, perspektywa), możliwości sterowania widokiem oraz narzędzia symulacji i renderingu. Na samej górze jest pasek zadań jak w każdym innym programie, a zaraz pod nim jest pasek narzędzi z ikonami szybkiego dostępu do funkcji zapisu i otwarcia projektów, zaznaczania, podpisów modeli, minimalizacji energii układu.
Rysunek 11: Interfejs programu NanoEngineer-1.
7.2. Przegląd wybranych funkcji.
Funkcja Build
Za jej pomocą możemy zbudować w szybki sposób dowolną nanorurkę, warstwę grafitu , łańcuch DNA, strukturę kryształu, łańcuch peptydowy oraz dowolną cząsteczkę. Dla przykładu wybrano nanorurkę, której funkcje można zobaczyć na Rys. 12.
Po lewej stronie pojawiło się okno z parametrami których oznaczenia są następujące:
Type – rodzaj atomów w strukturach nanorurki,
Diameter – średnica rurki,
Chirality (n) – parametr wektora chiralności (n,m) tworząca nanorurkę,
Chirality (m) – parametr wektora chiralności (n,m) tworzącego nanorurkę,
Bond length – długość wiązań,
Endings – zakończenie rurki.
Po wprowadzenie danych prostym kliknięciem wskazujemy początek i koniec nanorurki. Określając zakończenia pojawia się długość rurki oraz kąt pod jakim ją ustawiamy w przestrzeni.
Rysunek12: Tworzenie nanorurki węglowej w NanoEngineer-1.
Funkcja Simulation
Funkcja ta posiada następujące narzędzie takie jak Run Dynamic, Play Movie, Rotary Motor, Linear Motor, Anchor, Thermostat, Thermometer. Wprowadzając parametry symulacji po kliknięciu polecenia Run Simulation, symulator utworzy plik trajektorii ruchu na podstawie obliczeń międzyatomowych potencjałów i wiązań występujących w rozpatrywanym modelu. Dodatkowo do symulacji zostanie stworzony film pokazujący zachowanie się wszystkich atomów w strukturze.
Funkcja Minimalize Energy
Minimalizacja energii i dynamika ruchu polega na [12] przybliżonych obliczeniach sił działających pomiędzy atomami. Program wylicza położenia atomów w strukturze o najmniejszej energii, kiedy siły są w równowadze, trzymając się zasad praw Newtona w ramach MM.
Funkcje te przedstawiono, aby zapoznać i zachęcić do korzystania z tego użytecznego programu przy projektowaniu układów w skali molekularnej. Ponadto narzędzia te używane będą w dalszej części obliczeniowej i projektowej układów adsorpcyjnych
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz