軟體天地丨Spartan,一個可以搞定分子力學和量子力學計算的軟體

科學技術沒有那麼發達以前,科學家們研究量子分子等模型都是以塑料的球和棍子作為搭建和創造的工具。隨著科學技術發展,量子化學等相關知識開始越來越多的應用到我們日常生活中的各個領域,工業、化學、物理以及材料等。因此,簡單的人工研究已經應付不了量子化學繁雜的分析計算。而使用計算機代替人工來解決量子化學計算分析問題已經走入人們的視野中。事實上,計算機軟硬結合協助科學家們輔助建模和計算,效率和準確率都有大幅度提高。

軟件天地丨Spartan,一個可以搞定分子力學和量子力學計算的軟件

這裡所說的量子化學計算中,量子力學計算只能用來計算較小的體系,可用來預測電子結構和化學反應機理,精確度很高。與量子力學相反,分子力學可以用來計算較大的複雜體系,不過精確度不夠高,而且無法描述化學鍵生成或斷裂的化學反應過程。

在13年諾貝爾化學獎中,法國斯特拉斯堡大學和美國哈佛大學教授Martin Karplus、美國斯坦福大學醫學院教授Michael Levitt和美國南加州大學教授Arieh Warshel因發展複雜化學系統的多尺度模型而共享獎項,獲獎的亮點突破意義就在於教授們設法讓量子力學(quantummechanics,QM)和分子力學(molecularmechanics,MM)結合在化學過程的建模之中。

Martin Karplus、Michael Levitt、Arieh Warshel教授從兩者的優勢突破,深入研究量子力學和分子力學組合方法,發揮分子組合方法的最大功能。如今,不管是生物、化學等領域,都把量子力學和分子力學計算運用起來,處理不同的程度的體系。

軟件天地丨Spartan,一個可以搞定分子力學和量子力學計算的軟件

深圳超算在分子力學和量子力學計算方面引進了Spartan軟件,通過計算機結合功能強大的軟件計算,為高等院校、企事業單位研究、實驗科學等奠定了計算基礎。

Spartan可用於單點能計算、幾何優化等多種量化計算。它是由美國 Wavefunction, Inc.所研發,針對化學及其相關科學領域之研究,Spartan包含了多項模組。

Spartan第一個特點在於圖形界面,以圖形方式輸入和輸出分子數據,並且全部計算和結果顯示都是在圖形界面下完成的,用戶可以直觀地看到分子的幾何構型和計算結果,並可快速做出反應和操作。因此,它不光適用於專業的量化人員,也適用於新手和非專業人員。Spartan第二個特點表現在量子力學與分子力學相互補充,它既可以計算較小的體系,也可以計算較大的複雜體系,預測電子結構和化學反應機理,精確度高。

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