Nanohelices قابلة للدراسات التنبؤية وتعزيز التصور 3D

الهدف العام من هذا الإجراء هو إنشاء نماذج ذرية من النوابض الحلزونية والنانوية وشرائط النانو باستخدام كود مفتوح المصدر للديناميكيات الجزيئية أو محاكاة MD. يصف هذا الفيديو كيفية تحضير نماذج زنبرك نانو من زجاج السيليكا عن طريق إعداد ملف إدخال السيليكا السائبة الذرية المناسب أولا ، جنبا إلى جنب مع ملفات برنامج كارفر نانو سبرينغ مفتوحة المصدر. الخطوة الثانية هي بدء تشغيل MATLAB على جهاز كمبيوتر يعمل بنظام Linux واستخدام واجهة المستخدم الرسومية nano springing carver لإنشاء نموذج نابض نانو مطلوب.

بعد ذلك ، يتم التحقق من نتائج نحات النانو في متخيل مفتوح المصدر. الخطوة الأخيرة هي استخدام النتائج في محاكاة شد MD للينابيع. في النهاية ، يمكن إنشاء مجموعة متنوعة من النماذج الحلزونية النانوية المحددة جيدا والقابلة للتطوير بشكل فعال لمحاكاة MD نحو أبحاث ابتكار المواد.

خطرت لي فكرة استخدام هذه الطريقة لأول مرة عندما كنت أقوم بإجراء محاكاة ديناميكية جزيئية للبنى النانوية مثل الأسلاك النانوية وغيرها. كما تعلم ، فإن المواد الشبيهة بالزنبرك وفيرة جدا في الطبيعة ، ولذا من المهم محاولة دراسة مثل هذه الأشكال الهندسية وخاصة للمحاكاة ، للتطبيقات التي لها علاقة بحصاد الطاقة وتخزين الهيدروجين والاستشعار البيولوجي وغيرها. وحاليا هناك حزم وأكواد تجارية متوفرة في السوق.

ومع ذلك ، فهي محدودة للغاية في أنواع الأشكال الهندسية التي يمكنك إنشاؤها. ولذا فإن النماذج الحلزونية المتفائلة ليست سهلة وسهلة التحقيق. لذلك نأمل أن يساعد هذا النوع من الجهود في الدراسات المستقبلية التي توضح هذا الإجراء هو ماكس لارنر ، وهو طالب دراسات عليا في مختبري.

يتم توفير الملفات المستخدمة في هذا الفيديو عبر الإنترنت على موقع مجموعة دافيلا. انظر بروتوكول النص المصاحب لهذا الفيديو للحصول على عنوان URL. للبدء ، قم بتنزيل أرشيف ملفات nano springs dot tar dot gz من مستودع الويب.

حدد موقع الأرشيف الذي تم تنزيله وانقله إلى دليل العمل المفضل. بعنوان وثائق قطع نانوس سبرينغز. انقر بزر الماوس الأيمن فوق nano springs tar dot gz ، وحدد الاستخراج هنا.

من قائمة سياق النقر بزر الماوس الأيمن، تحقق من وجود جميع الملفات المطلوبة في الدليل الحالي. راجع بروتوكول النص للحصول على قائمة بهذه الملفات والغرض منها على سطح المكتب. افتح نافذة طرفية وقم بتغيير الدليل إلى المجلد الذي تم استخراج ملفات مشروع Nano Springs إليه.

بعد ذلك ، قم بتشغيل الأمر لتجميع الملف الثنائي للنظام عن طريق كتابة لي Nano Springs ، me CPP Point cpp. ثم ابدأ MATLAB عن طريق كتابة MATLAB في سطر الأوامر باستخدام الملفات المتوفرة عبر الإنترنت. افتح الدليل في MATLAB بالنقر فوق رمز الدليل في منطقة شريط الأدوات العلوية اليسرى.

لعرض نافذة جديدة مع التشغيل السريع للدليل. استخدم علامة التبويب المفتوحة اللزجة الحالية لتعديل شكل موجود. انقر فوق زر التصفح للبحث عن الشكل اللزج الحالي المراد تعديله.

بعد تحديد ملف الشكل ، انقر فوق فتح في كلا النافذتين لعرض نافذة جديدة بالشكل اللزج لتشغيل النقر اللزج على تشغيل أسفل قائمة الأدوات. ونعم ، عندما تطالب نافذة منبثقة بحفظ الشكل قبل تشغيل نافذة جديدة تعرض اللزجة المعدلة. لإعداد تشغيل المثال أولا ، انقر فوق الزر تحديد ملف نموذج الإدخال في الجزء العلوي من اللزج وانتقل إلى ملف Glass cube IP.

بعد تحديد ملف الإدخال ، يجب أن يظهر المسار إليه في النافذة اللزجة على يمين زر ملف نموذج الإدخال المحدد. بعد ذلك ، انتقل إلى قسم نموذج الإخراج واستخدم زر الاستعراض للتصفح وتحديد الدليل لحفظ نموذج الإخراج. قم بتشغيل المثال باستخدام معلمات الزنبرك المحددة بالضغط على زر التشغيل اللزج.

في ملاحظات MATLAB ، تحقق من عدد ذرات الإدخال المحددة لنموذج الزنبرك ومعلمات نموذج الزنبرك. بمجرد الانتهاء من الواجهة اللزجة ، قم بإجراء عمليات تشغيل متتالية بالنقر بزر الماوس الأيمن على nano springs dot M في نافذة المجلد الحالي MATLAB وتحديد تشغيل. لإظهار الواجهة اللزجة مباشرة لتصور نماذج الزنبرك الناتجة التي تم إنشاؤها بواسطة نحات النانو النابض والتحقق منها.

استخدم واجهة المستخدم الرسومية MATLAB لإنشاء ملفات كما كان من قبل لإدخالها في برنامج التصور. قم بقياس المسافات في نماذج الربيع وقم بتسجيل لها. قارن البيانات المقاسة بأبعاد الزنبرك المرغوبة وتحقق من دقة نموذج الزنبرك لاستخدام نماذج الزنبرك التي تم إنشاؤها بواسطة نحات النانو كإدخال لرمز الديناميكيات الجزيئية التقليدي مفتوح المصدر.

أولا ، قم بتنزيل أحدث إصدار من برنامج الديناميكيات الجزيئية مفتوح المصدر. المصابيح ، تحدد أبعاد نموذج الزنبرك النانوي المطلوب من أجل إعداد نموذج زجاج السيليكا السائب الأولي المناسب. ثم قم بإنشاء نموذج الزنبرك النانوي المطلوب باستخدام واجهة المستخدم الرسومية MATLAB لنحات النانو.

كما كان من قبل ، قم بإجراء محاكاة الشد على زنبرك النانو المطلوب عن طريق تمديد النموذج. ينتج محوريا مقطع فيديو تمثيليا لنموذج نابض النانو الذي يتم تمديده للتصور والتحليل. تسمح الطرق الحسابية المقدمة في هذا الإجراء بإنشاء السيليكا والينابيع النانوية وشرائط النانو المناسبة للمحاكاة الذرية

يظهر هنا نموذج ذري لشريط نانو من السيليكون بنصف قطر شريط نانوي يبلغ 1.07 نانومتر ، ونصف قطر حلزون 5.37 نانومتر ودرجة 7.16 نانومتر. توضح اللقطات مناظر مميزة لبنية النانو. يوضح هذا الشكل مناظر مختلفة لنموذج ذري لنابض نانو من السيليكون نصف قطر سلك يبلغ 1.07 نانومتر ، ونصف قطر حلزون 4.29 نانومتر ، ودرجة 4.29 نانومتر.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يتوقع الناس أن يكونوا قادرين على إنشاء نوابض نانو حلزونية باستخدام هذا الكود مفتوح المصدر الذي طورناه للمحاكاة الديناميكية الجزيئية في المستقبل. باختصار ، ستسهل الطرق التي تم تقديمها في هذا الفيديو على أي شخص دراسة تحلل النانو عبر المحاكاة ، وبهذه الطريقة ، ستكون دراسات الميزات التي تتضمن تصميم أجهزة النانو ممكنة.