Моделирование молекул и т.п

[Alexandr_A]

Сразу цитата из статьи: Направления развития наноробототехники

Цитата:

В частности, до сих пор отсутствует теория молекулярного синтеза. Отсутствуют параметрические модели атомов и молекул, отражающие их размеры, энергию связи и энергию парных взаимодействий, на основе которых должен прово-диться расчет синтезируемых молекулярных структур

Если академик прав, то в чем конкретно проблема? Сколько денег и времени надо, чтобы можно было смоделировать конструкцию из любых атомов, по сложности сравнимую с бактериями и выше?

[Comanchero]

Alexandr_A в сообщении #799860 писал(а):

Сколько денег и времени надо

Цитата:

Роснано Чубайса списывает 21 миллиард убытков...

Ну и как вы думаете, сколько денег ещё надо?
Между тем, во Франции ещё несколько лет назад уже собирали нанороботов из частей вирусов.

[Munin]

Где вы там видите академика? Полуграмотная писанина: "феноменальных опытов".

Заявление неверное, конечно. Давно на компьютерах фолдинг белков считают, а не просто молекулярный синтез.

[Xey]

Слышал, что сейчас невозможно "вычислить" какими станут свойства известного вещества при добавлении к нему еще одной молекулы, нехватает вычислительной мощности.

На днях дали Нобелевскую премию за програмы расчета свойств молеекул.
Авторам как-то удалось продвинуться в этом направлении.

Цитата:

Можно построить модель хода реакций, исходя из классической ньютоновской физики. Но точность такого моделирования оказывается недостаточной. Атомы и электроны всё-таки не упругие шарики, наделенные электрическим зарядом. В химических реакциях нельзя не учитывать квантовые эффекты. Но переходя к моделированию с учетом квантовой физики, мы быстро обнаруживаем, что компьютер не справляется. Можно смоделировать лишь очень простые реакции. Слишком большие объемы расчетов, вычислительных мощностей не хватает. Пожалуй, главной заслугой Карплуса, Левитта и Варшеля стало то, что они нашли способ совместить классическую и квантовую физику в компьютерном моделировании химических реакций. Например, квантовая динамика используется при моделировании поведения реакционного центра белковой молекулы, а для других ее частей достаточно классической механики. В наши дни компьютерное моделирование структуры веществ и хода реакций активно используется в фармакологии при поиске новых лекарств.
...
Трое нынешних лауреатов внесли значительный вклад в развитие методов расчета сложных молекул, прежде всего, биомолекул, таких как белки или нуклеиновые кислоты. Такие молекулы также являются химическими соединениями, но очень крупными. Это те молекулярные машины, которые определяют жизнь любой живой клетки. Премия присуждена, в основном, за теоретические разработки.
http://polit.ru/article/2013/10/09/ps_chemistry/

[rockclimber]

Уже 20 лет как не проблема. Вот компания, основанная в 1994-м году и производящая софт для квантово-механических расчетов: http://www.acdlabs.com/company/aboutus/
По имеющейся у меня инсайдерской информации, основана выпускниками химфака МГУ

[Xey]

rockclimber в сообщении #803083 писал(а):

Вот компания, основанная в 1994-м году и производящая софт для квантово-механических расчетов

Хорошо бы уточнить, что под этим понимается.
По-моему, сейчас можно рассчитать свойства атома водорода . Более сложные нельзя, они требуют привлечениея эмпирических зависимостей.
А молекулы и подавно.

[DimaM]

Xey в сообщении #803093 писал(а):

По-моему, сейчас можно рассчитать свойства атома водорода . Более сложные нельзя, они требуют привлечениея эмпирических зависимостей.
А молекулы и подавно.

Аналитически нельзя. А численно - пожалуйста.

[Xey]

DimaM в сообщении #803141 писал(а):

А численно - пожалуйста.

Интересно, например частота рабочего перехода цезиевого стандарта частоты соответставует подобным численным расчетам?

[DimaM]

Xey в сообщении #803171 писал(а):

Интересно, например частота рабочего перехода цезиевого стандарта частоты соответставует подобным численным расчетам?

Я не могу придумать, как знание этой частоты может помочь при моделировании молекул.

[rockclimber]

Xey в сообщении #803093 писал(а):

rockclimber в сообщении #803083 писал(а):

Вот компания, основанная в 1994-м году и производящая софт для квантово-механических расчетов

Хорошо бы уточнить, что под этим понимается.

Я с этим софтом не работал. Жена (задолго до того, как стала моей женой) работала в той конторе тестировщиком, и собственно тот софт и тестировала. Я не особо интересовался, но помню, что одна из программ (у них много очень разного софта для химии), например, позволяла нарисовать любую конструкцию из атомов (драг-энд-дропом перетащить), соединить их в любой последовательности, а потом сделать расчет любых параметров: температуры плавления, кипения, всякие термодинамические константы, структуры кристаллических решеток, углы между атомами (особенно актуально для органических молекул, как я понял, софтина именно под органику и затачивалась) и т. д. Какие-то химические реакции простенькие тоже просчитывались.

(Оффтоп)

Несмотря на пафосный сайт и полное отсутствие каких-либо упоминаний о России, почти все разработчики и тестировщики продукта (по крайней мере тогда, в 2004-м) сидели в здании химфака МГУ. В Канаде только менеджмент сидел. Была еще уних прикольная программка - по формуле дающая июпаковское название и по июпаковскому названию рисующая формулу и структуру), и еще несколько других. Я помню, что там было штук пять-шесть разных программ, каждая как фотошоп по богатству функций и в несколько раз большей стоимости.

Xey в сообщении #803093 писал(а):

По-моему, сейчас можно рассчитать свойства атома водорода . Более сложные нельзя, они требуют привлечениея эмпирических зависимостей.
А молекулы и подавно.

Если я все правильно понимаю, эмпирические зависимости - это зависимости, которые получают только из эксперимента. Проблемы начинаются у атомов, у которых больше одного электрона. Но проблема заключается не в том, что нет уравнений для решения, а в том, что уравнения есть, но они не имеют аналитического решения. То, что нет аналитического решения, не значит, что нельзя рассчитать вообще. У нас в институте, помнится, был курс квантовой химии, хотя и довольно дурацкий. Грубо говоря, курс заключался в том, что нам на пальцах (вот именно на пальцах, без формул) полгода рассказывали о том, какие бывают проблемы в расчетах и как с ними борются. Способов борьбы много, иногда, например, можно очень сильно упростить формулы, почти не теряя точности. Какие-то эмпирические (то есть полученные из эксперимента) константы, насколько я понимаю, не нужны вообще.

[Alexandr_A]

Почитал еще несколько статей на подобные темы и сейчас читаю книгу "Основы компьютерного моделирования наносистем". (2010 г. В инете есть)
Короче понятно, что есть очень много методов и может быть сотни компьютерных программ, но все это более-менее узкоспециализировано. И вобщем работы там еще непочатый край, даже на уровне простых систем.