Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Developing machine-learned potentials to simultaneously capture the dynamics of excess protons and hydroxide ions in classical and path integral simulations

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F23%3A10476799" target="_blank" >RIV/00216208:11320/23:10476799 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=1b1XLkYNVK" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=1b1XLkYNVK</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1063/5.0162066" target="_blank" >10.1063/5.0162066</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Developing machine-learned potentials to simultaneously capture the dynamics of excess protons and hydroxide ions in classical and path integral simulations

  • Popis výsledku v původním jazyce

    The transport of excess protons and hydroxide ions in water underlies numerous important chemical and biological processes. Accurately simulating the associated transport mechanisms ideally requires utilizing ab initio molecular dynamics simulations to model the bond breaking and formation involved in proton transfer and path-integral simulations to model the nuclear quantum effects relevant to light hydrogen atoms. These requirements result in a prohibitive computational cost, especially at the time and length scales needed to converge proton transport properties. Here, we present machine-learned potentials (MLPs) that can model both excess protons and hydroxide ions at the generalized gradient approximation and hybrid density functional theory levels of accuracy and use them to perform multiple nanoseconds of both classical and path-integral proton defect simulations at a fraction of the cost of the corresponding ab initio simulations. We show that the MLPs are able to reproduce ab initio trends and converge properties such as the diffusion coefficients of both excess protons and hydroxide ions. We use our multi-nanosecond simulations, which allow us to monitor large numbers of proton transfer events, to analyze the role of hypercoordination in the transport mechanism of the hydroxide ion and provide further evidence for the asymmetry in diffusion between excess protons and hydroxide ions.

  • Název v anglickém jazyce

    Developing machine-learned potentials to simultaneously capture the dynamics of excess protons and hydroxide ions in classical and path integral simulations

  • Popis výsledku anglicky

    The transport of excess protons and hydroxide ions in water underlies numerous important chemical and biological processes. Accurately simulating the associated transport mechanisms ideally requires utilizing ab initio molecular dynamics simulations to model the bond breaking and formation involved in proton transfer and path-integral simulations to model the nuclear quantum effects relevant to light hydrogen atoms. These requirements result in a prohibitive computational cost, especially at the time and length scales needed to converge proton transport properties. Here, we present machine-learned potentials (MLPs) that can model both excess protons and hydroxide ions at the generalized gradient approximation and hybrid density functional theory levels of accuracy and use them to perform multiple nanoseconds of both classical and path-integral proton defect simulations at a fraction of the cost of the corresponding ab initio simulations. We show that the MLPs are able to reproduce ab initio trends and converge properties such as the diffusion coefficients of both excess protons and hydroxide ions. We use our multi-nanosecond simulations, which allow us to monitor large numbers of proton transfer events, to analyze the role of hypercoordination in the transport mechanism of the hydroxide ion and provide further evidence for the asymmetry in diffusion between excess protons and hydroxide ions.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10301 - Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GA21-27987S" target="_blank" >GA21-27987S: Přesná molekulární dynamika kapalin a solvatace pomocí strojového učení ab initio interakcí</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2023

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Journal of Chemical Physics

  • ISSN

    0021-9606

  • e-ISSN

    1089-7690

  • Svazek periodika

    159

  • Číslo periodika v rámci svazku

    7

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    11

  • Strana od-do

    074101

  • Kód UT WoS článku

    001048487400004

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85168065659