淺談分子模擬

李弘智 ； 陳立仁

《化工》 53卷2期 (2006/04) Pp. 3-8

https://doi.org/10.29803/CE.200604.0002

摘要

隨著電腦的能力越來越強大，以及各種新方法的發展，電腦分子模擬在科學研究上所扮演的角色也越來越重要。誠然，在可預見的未來，電腦模擬仍無法完全取代實驗，但是以模擬與實驗互相配合以進行研究，已經成為不可避免的趨勢。特別是在近年來非常熱門的奈米科技領域，電腦模擬的一個重要限制－系統大小，已不復存在。相反的，電腦模擬所能提供的微觀理解，對奈米材料的性質了解與設計，有不可取代的重要性。例如：美國的奈米材料製造商為求對材料的進一步瞭解，主動尋求電腦分子模擬的支援，足見電腦分子模擬所受到的重視與日遽增。然而，電腦分子模擬也有其限制，除了空間上的限制（系統大小），時間也是限制電腦分子模擬實用性的重要因素。此外，除了採用量子力學的「第一原理計算」(first principle or ab initio calculation)外，所有的分子模擬皆需要使用「力場模型」(force field or potential model)，而這些力場模型的參數，通常必須由實驗數據中迴歸而得，此點更加限制了電腦分子模擬的準確度與實用性。在本文中，我們將簡單介紹分子模擬以及其優勢與限制，以期能更了解分子模擬並善用之。

關鍵字

分子模擬 ； 第一原理計算 ； 力場模型 ； 分子動態模擬 ； 蒙地卡羅模擬