Ab initio molecular dynamics with non-adiabatic and spin-orbit effects applied to time-dependent fluorescence
Project goals
The aim of this project is to develop, assess, and apply molecular dynamics (MD) methods suitable for interpretation and simulation of time-dependent fluorescence spectra. For this purpose we plan to approximately include non-adiabatic and spin-orbit effects to MD with surface hopping or local diabatization techniques. We have studied non-adiabatic effects in a previous project, now we plan mainly to apply the non-adiabatic MD also to complex systems employing the QM/MM technique. Finding a computationally tractable approximation for spin-orbit effects in MD will be more difficult, since this topic is not much covered in the literature yet. These effects are certainly very important in many photochemical processes, in particular they for the basis of one fluorescence quenching mechanism. We plan to test the developed methods first on small molecules, where a comparison with more rigorous treatments is available, then we would like to apply them to study fluorescence probes in biological membrane models and compare our results with the available experimental data.
Keywords
moleculardynamicsnonadiabaticeffectsspin-orbittimedependentfluorescence
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 15 (SGA02012GA-ST)
Main participants
Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
P208-12-0559
Alternative language
Project name in Czech
Ab initio molekulová dynamika s neadiabatickými a spinorbitálními efekty aplikovaná na časově závislou fluorescenci
Annotation in Czech
Cílem tohoto projektu je vyvinout, otestovat a aplikovat metody molekulové dynamiky (MD) vhodné pro interpretace a simulace časově rozlišených fluorescenčních spekter. Za tím účelem plánujeme aproximativní zahrnutí neadiabatických a spinorbitálních efektů do MD s přeskoky mezi adiabatickými stavy či s použitím techniky lokální diabatizace. Neadiabatickými efekty jsme se již začali zabývat v předchozím projektu, nyní plánujeme zejména rozšíření jejich aplikace na komplexní systémy s použitím QM/MM techniky. Nalezení výpočetně schůdné aproximace pro efekty spin-orbitální vazby v rámci MD bude náročnější, neboť práce na toto téma jsou zatím v literatuře vzácné. Tyto efekty jsou přitom nepochybně důležité v celé řadě fotochemických procesů, mj. tvoří podstatu jednoho z mechanismů zhášení fluorescence. Vyvinuté metody plánujeme nejprve otestovat na malých molekulách, kde je dosažitelné srovnání s přesnějšími výpočty, pak bychom je rádi aplikovali na studium fluorescenčních sond v umístěných v modelu biologické membrány a porovnali s dostupnými experimentálními daty.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Project can be evaluated as outstanding with a few objections. All the results are discussed sufficiently. As to related branched, there is sufficient overlap. 5 papers in 5 years - not exaggerated. Weak point - employment of J. Višňák without any co-autorship in publications.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2012
Realization period - end
Dec 7, 2017
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Mar 17, 2016
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP18-GA0-GA-U/02:1
Data delivery date
May 4, 2018
Finance
Total approved costs
8,872 thou. CZK
Public financial support
8,872 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
8 872 CZK thou.
Public support
8 872 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
Solution period
01. 01. 2012 - 07. 12. 2017