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Brett Smith为redOrbit.com - 您的宇宙在线使用计算机建模,加州大学圣地亚哥分校和埃默里大学的研究人员揭示了六角形结构的新细节,这些结构被认为是最小的水滴

研究作者,埃默里大学教授,教授Joel Bowman解释说:“我们的第一个仿真使用分子相互作用的准确,全方位表示,并通过最先进的计算方法精确包含核量子效应

”化学

“这使我们能够准确地确定不同异构体在0到150开尔文的广泛温度范围内的稳定性

”该团队的报告最近发表在美国化学学会期刊(JACS)上,对许多科学领域的影响,包括药理学和气候变化研究等多个领域

“大约60%的身体都是由水组成,有效地介导了所有生物过程,”加州大学圣地亚哥分校化学与生物化学系助理教授,共同作者弗朗西斯科·帕萨尼说

“没有水,蛋白质不起作用,生命就像我们所知道的那样不存在

了解水的氢键网络的分子特性是理解水中发生的其他一切的关键

我们仍然没有准确描述不同环境中液态水的分子结构

“科学家认为水六聚体是最小的水滴,因为它是三维水分子的最小配置

六聚体之间的相互作用可以根据温度而变化,导致形成冰,水或蒸气

在最新的报告中,研究人员已经确定了不同水六聚体配置的比例,例如“笼”,“书”或“℠棱”,在不同温度或动能下

为了进行数据密集型计算,研究小组求助于加州大学圣地亚哥分校的戈登超级计算机

计算机使用大量闪存来加速可能受较慢旋转磁盘内存限制的进程

利用加州大学圣地亚哥分校的高功率计算机集群Gordon和Triton进行数据密集型模型,研究人员将棱镜异构体确定为全球最小能量结构

然而,量子模拟显示笼和棱镜异构体在非常低的温度下以几乎相等的量存在

随着建模温度的升高,更多的笼子和书籍结构开始出现

“我们的模拟充分利用了戈登在数千个处理器上分配计算的能力,”加州大学圣地亚哥分校化学与生物化学系研究员Volodymyr Babin说

“在商品集群上难以实现这种并行效率

我们的计算方法的可扩展性源于最先进的模拟技术(复制交换)与路径积分分子动力学的结合

“该报告指出,计算机模型生成的结果与之前的实验非常一致,使用宽带旋转光谱

根据巴宾的说法,该团队计划继续使用这种方法来研究液态水和冰的不寻常特性的微观起源

他补充说,利用加州大学圣地亚哥分校的超级计算机的强大功能,他们可以计算出大量的数据密集型量子化学计算