Sylabus
Úloha molekulárních simulací pro pochopení vztahů struktury a vlastností látek. Oblasti praktického využití molekulárních simulací ve fyzice, chemii a materiálovém výzkumu. Vizualizace krystalových struktur pomocí programového systému Materials Studio, ukázky vztahu struktury a vlastností na vybraných příkladech. Demonstrace vztahu typu struktur, jejich symetrie a tvaru difraktogramů. Molekulární mechanika: popis energie molekulárních systémů a krystalů pomocí empirických silových polí. Vazebná energie v harmonické a anharmonické aproximaci. Úhlové vazební členy, deformace vazebních úhlů, torzní členy. Nevazební interakce, van der Waals - typy vdW potenciálů, vodíková vazba, elektrostatické interakce, metody výpočtu nábojů.
Strategie modelování: stavba a parametrizace modelů, sestavení výrazu pro energii - nalezení vhodné aproximace. Základní typy silových polí pro molekulární simulace. Volba silových polí. Strategie optimalizace založená na experimentálních datech. Klíčová úloha experimentálních dat při tvorbě postupu modelování a při ověření výsledků modelování. Rtg. difrakce, chemická analýza, TEM, termogravimetrie a vibrační spektroskopie jako komplementární metody komplexní strukturní analýzy pro interpretaci výsledků molekulárně mechanických simulací. Praktické příklady molekulárně mechanických simulací při studiu struktur a vazeb. Možnosti využití molekulární dynamiky pro studium dynamických dějů v materiálech - sorpce, difuse, fázové přechody.
Anotace
Použití empirických silových polí k popisu struktur hybridních organicko-anorganických materiálů. Predikce jejich struktur a vlastností na základě kombinace modelováni a experimentu (RTG, TEM, chemická analýza, termogravimetrie a IČ spektroskopie).
Aplikace na konformace molekul a polymerů, řešení krystalů a supramolekulárních materiálů. Využití v materiálovém výzkumu pro popis dějů v pevné fázi - interkalace, sorpce a jevů na rozhraní fází a na površích materiálů.
Studium struktur polymerních sítí a kapalných krystalů. Studium konformačního chování molekul a vztah k biologické aktivitě.