本帖最后由 dadaoqiuzhi 于 2023-11-1 22:23 编辑
反应分子动力学（ReaxFF）模拟分析软件RMD_Digging ReaxFF基于力场并通过分子动力学或蒙特卡洛方法模拟一定条件下的材料系统的化学反应过程，可以分析得到结构/产物演化分布、基元反应路径、反应速率等动力学重要信息，是探索未知反应特征的有力研究工具。ReaxFF是模拟研究的热点方法，相关的文献浩如烟海，感兴趣的朋友可以自行检索相关研究工作。
ReaxFF主要在LAMMPS开源软件上进行，ReaxFF提出和开发者Adri van Duin他们自己也在收费模拟软件包AMS（Amsterdam Modeling Suite）加入了模拟分析模块。ReaxFF模拟入门门槛不算高，但模拟数据分析较为困难，动辄面对几个数十GB的数据难以着手。市面上有一些零星的分析代码，但其功能很难满足深入研究的需要。
据笔者所知，目前有两款较为好的收费分析软件，分别是ChemTraYzer和VARxMD。ChemTraYzer是AMS的标配分析代码，在SourceForge上的源代码主要是基于python写的，并且ChemTraYzer也可以用于LAMMPS搭配使用。ChemTraYzer仅能用于小分子体系的反应，而AMS中的升级版ChemTraYzer 2适用于小分子、大分子乃至聚合物和固体表面等，据说大分子内部断键、成键也能检测到，支持用户自由指定时间范围进行分析，以SMILES格式列出反应方程式、反应的级数，能计算反应速率常数，能给出反应列表和反应动态过程。VARxMD是基于化学信息学方法建立的ReaxFFMD反应分析与可视化程序系统，由中国科学院过程工程研究所郭力和李晓霞老师团队研发。VARxMD的反应分析功能建立在3D化学结构对唯一物种识别、物种反应位点识别、键类型识别的基础之上，可基于相邻时刻之间的成断键信息自动生成完整的化学反应列表，并进行反应位点的2D和3D结构可视化显示；基于反应物或产物的化学结构、官能团和反应位点的检索，可进一步对反应路径进行分类，并图形化展示反应路径的演化。VARxMD的最新发展是特定反应物和特定生成物之间反应网络的自动生成与可视化。
秉承着“自己动手，丰衣足食”的信念和怀揣着“免费真香”定理，本人偶尔利用ReaxFF做一些研究工作，川大攻读博士期间基于MATLAB代码写了一些分析代码。后面上班了，又陆陆续续添砖加瓦，形成了一个分析工具，姑且取名RMD_Digging。意思就是在反应分子动力学的世界里挖呀挖呀挖，种小小的种子，开小小的花……额，跑远了，回到正题。软件主要是模块化处理，根据模拟前力场文件的准备，模拟输出数据log文件、species文件、bonds文件、lammpstrj轨迹文件等着重模块化分类写了分析代码，当然有很多综合分析，需要用到多个文件。具体使用请参见简易手册，软件都有明确的提示，多试试即可。
RMD_Digging具有以下一些特点： （1）交互处理友好：模块化组织，输入输出和进程都有相应的提示，内置不少报错原因和解决办法提示，第三方软件接口丰富，智能化文件格式异常检查和修正等。 （2）功能较为完善：使用手册简单易懂，可开展力场参数格式化，log信息处理，产物多样化分析处理，轨迹可视化和分析处理，反应路径与机理分析及可视化等，不受材料与元素种类及数量限制，可处理特定mapping技术的模拟结果。 （3）免费开源：无限制传播、使用和修改，可编译和二次开发。
RMD_Digging源代码公布在了github上，笔者会尽量抽出一些精力做好维护更新工作，后面有时间了也会进一步拓展分析功能。虽然笔者开发的软件比不上前面介绍的两款强大的功能，不过在免费加持下依然还是有存在的价值和意义。由于笔者的能力有限，软件bug和功能不全在所难免，欢迎大家提意见。同时也欢迎志同道合的人一起开发维护，我们也组建了一个QQ群（948210961），方便大家交流问题。
RMD_Digging在github上的仓库地址：
ChemTraYzer相关材料：
VARxMD相关材料：
RMD_Digging代码文件：
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发表于 Post on 2023-11-1 22:22:10
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