5. Etude du système PBLG+CHCl3 - OPLS-AA/M¶

Dans cette étude, on se propose de caractériser finement la structure du PBLG dans le chloroforme. Le système contient 4 hélices de PBLG de 36 monomères chacun. La concentration est de 0.14 (w/w) et la température est de On utilise le champ de force OPLS-AA/M pour décrire les interactions dans le PBLG (voir Champ de force pour le PBLG) et dans le chloroforme (Champ de force pour le chloroforme). Les interactions croisées sont obtenues en utilisant les règles de mélange géométriques.

A propos de l’association ([3]) : “Chloroform solutions exhibit this behavior to some extent. In chloroform the effect is quite noticeable in samples having molecular weights in the range 20,000 to 100,000 but it diminishes at higher molecular weights to the point where it is indistinguishable from normal behavior.”

5.1. Préparation des boîtes de simulations¶

5.1.1. Construction de l’hélice de PBLG¶

On utilise l’outil maison helix (voir helix le polymère builder). Les composantes du code smile du monomère sont donnés ci-dessous. Ces éléments doivent être entrés dans helix avant exécution (une seule ligne par code).

pre="[N:238]([H:241])[C@@:224]([H:140])"
R="([C:136]([H:140])([H:140])[C:136]([H:140])([H:140])[C:465](=[O:466])[O:467]
   [C:490]([H:469])([H:469])[c:165]1[c:145]([H:146])[c:145]([H:146])[c:145]([H:146])
   [c:145]([H:146])[c:145]([H:146])1)"
post="[C:235](=[O:236])"

monSmile=pre+R+post

On peut ensuite lancer l’exécution du code pour construire un polymère de DP=36 :

> helix -a blg -dp 36 -r pblg36

Comme le montre la figure ci-dessous, la structure obtenue est fortement organisée.

_images/PBLG36planXY.png — Fig. 6 PBLG36 vu dans le plan XY¶

_images/PBLG36alignZ.png — Fig. 7 PBLG36 aligné le long de l’axe Z¶

Remplir topology.dat

2
pp_oplsaam2020_pblg.dat
extsmile  pblg36   4 readCoords connect 1 1043
extsmile  chcl3  0

Lancer lmpbuild

lmpbuild -t topology_pblg36.dat -norot 1 -box 200 173.2049964 51.72

5.2. Densité d’équilibre¶

On a calculé la densité dans l’ensemble \(NPT\) sur 4 runs. Chaque run dure 5 Mpas de 0.5 fs, soit 2.5 ns. Les 4 densités sont dans les erreurs statistiques. On considère donc la densité moyenne comme la moyenne sur ces 4 runs.

#Run   rho            ES
----------------------------
005   1.47492     0.0015258
006   1.47383     0.0018328
007   1.47432     0.0012319
008   1.47519     0.0019460
----------------------------
AVG   1.47456     0.0009052

Ci-dessous, les valeurs moyennes de \(\rho\), \(P\), \(T\) du système 4 PBLG\(_{36}\) + 1615 CHCl\(_3\) sur 10 ns. Les tailles de boites seront utilisées pour déformer la boîte avant de réaliser des simulations dans l’ensemble \(NVT\).

Density                    1.47456     0.0009052     0.0054413
Press                      1.22573     3.4796849   305.7156295
Temp                     294.99607     0.0141019     2.1661812
Lx                        73.48947     0.0334064     0.1972251
Ly                        63.64369     0.0289308     0.1708018
Lz                        54.30953     0.0311694     0.2191142

NB: la densité finale obtnue par lammps est de 1.4745322, légèrement différente de la densité de consigne.