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Direct Force Field

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分子力学・動力学計算は、分子系の挙動や立体構造等の原子レベルでの様々な情報が得られる為、生命科学分野から材料開発分野まで幅広く利用されています。これらの計算では、原子間の相互作用エネルギーを記述するのに力場(Force Field)計算を使用しています。力場計算では、予めライブラリとして与えられている力場パラメーターを利用する為、パラメーターの欠如や代用パラメーターによる計算精度の低下が問題となり研究者を悩ませています。新たに力場パラメーターを作成するにも、様々なデータから自作プログラムを組み合わせ多大な労力を使って行うことになり、容易なことではありません。

米国Aeon Technology社のDirect Force Field は、開発者のCOMPASS注1等の力場開発における長年の経験と知識に基づき、従来研究者の頭を悩ませていた力場パラメーターの作成、データ比較、検証を、1つのGUI上で簡単に行えるソフトウェアとして開発されました。

Direct Force Field は、非常に複雑なポテンシャル面に、力場のポテンシャル関数を、効率よくフィットするパラメーター決定手法(特許出願中)を備えており、量子化学計算のデータから信頼性の高い力場パラメーターを高速に開発できます。注2 また、従来、凝集系のシミュレーションで実用に足るvan der Waals (VDW)パラメーターは、分子力学・動力学計算を実行し、その結果により手動で調整していましたが、 系の密度と蒸発熱の実験値から自動的にVDWパラメータ=をフィッティングする手法を独自に開発したことで、 液体や固体などの凝集系に対応したパラメーター作成が可能になりました。バージョン3.0では、 パラメーターの代用と整合性の問題を解決するために、フラグメントベース力場データベースの機能を新たに導入し、 必要な力場パラメーターをデータベースから自動的に抽出できるようになりました。

注1 Sun, H. J. Phys. Chem. B, 1998, 102, 7338-7364
注2 Sato, F.; Hojo, S.; Sun, H. J. Phys. Chem. A, 2003, 107, 248-257