Alchemical molecular dynamics for inverse design
Alchemical molecular dynamics for inverse design
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用于逆向设计的炼金分子动力学
DOI：
10.1080/00268976.2019.1680886
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发表时间：
2019
影响因子：
1.7
通讯作者：
Glotzer, Sharon C.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhou, Pengji;Proctor, James C.;van Anders, Greg;Glotzer, Sharon C.
我们提出了一个扩展的统计力学系综的分子动力学(MD)实现，其中包括将粒子属性描述为热力学变量的‘炼金术’自由度。我们展示了这种炼金术MD方法在粒子通过振荡对势(OPP)和Lennard-Jones-Gauss势(LJG)相互作用的逆设计模拟中的使用。这两个模型是以前研究过的，相图是已知的。结果表明，炼金术分子动力学可以快速有效地优化特定设计空间内的目标结构在低温下的对势，其中内能充分代表了炼金术自由能景观的特征。我们发现，炼金术MD也可以用来反向设计对势能，以直接获得目标材料的性质(这里是体弹性系数)，而不需要明确的结构-性质关系。炼金术MD可以很容易地推广和应用于任何目标材料、性能或结构，并与任何可区分的相互作用潜力一起使用。
We present a molecular dynamics (MD) implementation of an extended statistical mechanical ensemble that includes ‘alchemical’ degrees of freedom describing particle attributes as thermodynamic variables. We demonstrate the use of this alchemical MD method in inverse design simulations of particles interacting via the Oscillating Pair Potential (OPP) and the Lennard–Jones–Gauss potential (LJG) – two general, previously studied models for which phase diagrams are known. We show that alchemical MD can quickly and efficiently optimise pair potentials for target structures within a specified design space in the low-temperature regime, where internal energy adequately represents the features of the alchemical free energy landscape. We show that alchemical MD can be also used to inversely design pair potentials to achieve target materials properties (here, bulk modulus) directly, without explicit knowledge of the structure–property relationship. Alchemical MD can easily be generalised and applied to any target materials properties or structures and used with any differentiable interaction potential.
影响因子：
19
作者：
Juarez, Jaime J.;Bevan, Michael A.
通讯作者：
Bevan, Michael A.
影响因子：
64.8
作者：
Franceschetti, A;Zunger, A
通讯作者：
Zunger, A
DOI：
10.1073/pnas.1720139115
发表时间：
2018-02-13
影响因子：
11.1
作者：
Cersonsky, Rose K.;van Anders, Greg;Glotzer, Sharon C.
通讯作者：
Glotzer, Sharon C.