CAREER: Novel QM/MM algorithms for understanding efficient energy harvesting in photosynthesis
CAREER: Novel QM/MM algorithms for understanding efficient energy harvesting in photosynthesis
批准号:
0955419
负责人:
Lyudmila Slipchenko
金额:
$53.78万
依托单位:
依托单位国家:
美国
项目类别:
Continuing Grant
财政年份:
2010
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2010-01-01 至 2014-12-31
中文摘要
普渡大学的Lyudmila Slipchenko获得了理论、模型和计算方法项目的奖励,她开发的计算方法能够对自然和人工光合复合物中的能量传递进行准确和预测的建模,包括蛋白质环境的明确溶剂效应。该方法基于量子力学/分子力学(QM/MM)方法,其中QM部分使用精确激发态方法,MM部分使用基于从头算的有效碎片势(EFP)方法。EFP方法克服了现有QM/MM技术的最大限制,用基于无参数第一原理的项取代了经验相互作用,而不牺牲计算效率。PI和她的研究小组正在开发计算工具,可以对自然和人工光合复合体中的能量转移进行准确和预测的建模,包括蛋白质环境的明确影响。这项研究增加了我们对能量收集的理解,并有助于高效光伏设备和光合系统的工程。本研究具有很强的计算机代码设计成分。由此产生的软件被集成到广泛使用的量子化学代码中,并提供给广泛的科学家和工程师社区。这项研究得到了与网络基础设施办公室共同供资安排的支持。
英文摘要
Lyudmila Slipchenko of Purdue University is supported by an award from the Theory, Models and Computational Method program to develop computational methods that enable accurate and predictive modeling of energy transfer in natural and artificial photosynthetic complexes, including explicit solvent effects of the protein environment. The methods are based on the quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) approach in which accurate excited state methods are used for the QM part and the ab initio-based effective fragment potential (EFP) method is used for the MM part. The EFP method overcomes the most significant limitation of existing QM/MM techniques by replacing empirical interactions by parameter-free first principles based terms, without a sacrifice in computational efficiency.The PI and her research group are developing computational tools that enable accurate and predictive modeling of energy transfer in natural and artificial photosynthetic complexes, including the explicit effect of the protein environment. This research increases our understanding of energy harvesting and contributes to the engineering of efficient photovoltaic devices and photosynthetic systems. This research has a strong component of computer code design. The resulting software is integrated into widely used quantum chemistry codes and made available to the broad community of scientists and engineers. This research is supported in a co-funding arrangement with the Office of Cyberinfrastruture.
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批准号:2313483
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负责人:Lyudmila Slipchenko
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负责人:Lyudmila Slipchenko
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负责人:Lyudmila Slipchenko
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财政年份:2015
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负责人:Lyudmila Slipchenko
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依托单位:
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