Abstract:
اهمّیت محاسبات به عنوان ابزاری فراگیر و توانمند در علوم پایه بویژه در علوم فیزیک و شیمی، زمینهای را برای هدایت جهتگیری علایق و نگرشهای پژوهشی به این شاخه از علم (موسوم به شیمی محاسباتی) ایجاد کرده است. از طرفی، تعامل انسان با طبیعت همواره از طریق مطالعۀ نظری یا تجربی بوده است. اما، با ورود و رشد چشمگیر رایانهها در چهار دهۀ گذشته، امروزه دانشمندان از طریق شبیهسازیهای رایانهای امکان آن را یافتهاند که فرآیندهای مختلف را با دقت بسیار بالا مورد مطالعه قرار دهند تا در نهایت پاسخ پرسشهای خویش را آسانتر بهدست آورند. مقاله حاضر درصدد است با مروری مختصر بر شیمی محاسباتی که درست در نقطۀ مقابل شیمی نظری و غیر محاسباتی قرار دارد و بررسی روشهای شبیهسازی در مقیاس مولکولی (روش مونت کارلو و روش دینامیک مولکولی)، تصویر نسبتا جامعی از این مفاهیم را به خوانندگان ارائه دهد. برای گردآوری اطلاعات در این پژوهش از روش کتابخانهای و جستجو در منابع و پایگاههای داده معتبر استفاده شده است.
The significance of computation as a comprehensive and powerful tool in the basic sciences, especially physics and chemistry, has provided a platform for research interests and insights in this branch of science (computational chemistry). On the other hand, human has always encountered nature through theoretical or experimental studies. With the introduction and development of computers in the last four decades, however, scientists can precisely explore various processes through computer-aided simulations and find the answer to their questions in a far simpler way. In this regard, the present article is aimed to provide a summary review of computational chemistry which is opposite the theoretical and non-computational chemistry. By reviewing the molecular simulation methods (Monte Carlo and molecular dynamics) this paper tries to offer a comprehensive picture of these concepts. The library method was employed to collect the data.
Machine summary:
پژوهش در آموزش شيمي مروري بر روش هاي شبيه سازي در مقياس مولکولي : روش مونت کارلو و روش ديناميک مولکولي آرش وجود ١،* نيرمحمديان طريقي 2 ١ باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان ، واحد اردبيل ، دانشگاه آزاد اسلامي، اردبيل ، ايران ٢ گروه شيمي، واحد اردبيل ، دانشگاه آزاد اسلامي، اردبيل ، ايران چکيده اهميت محاسبات به عنوان ابزاري فراگير و توانمند در علوم پايه بويژه در علوم فيزيک و شيمي ، زمينه اي را براي هدايت جهت گيري علايق و نگرش هاي پژوهشي به اين شاخه از علم (موسوم به شيمي محاسباتي ) ايجاد کرده است .
از طرفي، 1Computational Chemistry 2Monte Carlo 3Molecular Dynamics 4Skoulidas جوان نيکخواه و مقبلي هدف از پژوهش خود را بر کاربرد شبيه سازي ديناميک مولکولي در سامانه هاي پليمري متمرکز کردند و به مرور برخي از کاربردهاي شبيه سازي ديناميک مولکولي در زمينه هاي مختلف علوم و مهندسي پليمر پرداختند (جوان نيکخواه و مقبلي ، ١٣٩٦).
1Coarse-Grained Molecular Dynamics از حيث روش ، علاوه بر روش ديناميک مولکولي از روش مونت کارلو نيز براي شبيه سازي سامانه هاي مولکولي استفاده مي شود که در ادامه به مرور مختصر تاريخچه و معرفي کامل اين دو روش شبيه سازي کاربردي و مهم پرداخته خواهد شد.
از حيث روش ، مونت کارلو يک روش اتفاقي شبيه سازي ديناميک مولکولي مي باشد و براساس بررسي سطح انرژي توسط بررسي تصادفي هندسۀ سامانه مولکولي استوار است (جليلي ، ١٣٩٥؛ موسوي و ترک زاده ، ١٣٩٨؛ حسني ، ١٣٩٥؛ غياث ، ١٣٩٣؛ غلامي ، ١٣٩٦؛ وثوقي و همکاران ، ١٣٩٨؛ سلامي، ١٣٨٢).