Disciplina Pós-graduação
SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DE LÍQUIDOS MOLECULARES E SOLUÇÕES (PGF5216)
Esta disciplina ministrada no 1o. semestre de 2021 pela profa. Kaline Coutinho (kcoutinho@usp.br).
Os monitores da disciplina serão: Emanuel Mancio (emanuelmancio@usp.br), Julio Ortiz (julioortizbarros@gmail.com) e Mateus Bergami (mat.bergami@gmail.com).
Para acompanhar a disciplina cada aluno precisará de um computador para instalar um Máquina Virtual (VM) que será necessária para as simulações que faremos na disciplina ao longo do semestre. As informações de como instalar e configurar a VM estão no manual (em pdf) para download: Guia_Instalacao-VM-PGF5216.pdf. Esta VM foi configurada no programa VirtualBox que pode ser instalado em qualquer sistema operacional e dentro dela está o sistema operacional Linux l-Ubuntu com todos os programas que utilizaremos nesta disciplina.
LINKS DAS AULAS GRAVADAS E MATERIAL DE APOIO:
As aulas serão gravadas e estão disponíveis no e-Aulas. Neste site fazer busca por "pgf5216" ou ir diretamente ao link: http://eaulas.usp.br/portal/course.action?course=24498
Os slides das aulas estão disponibilizados no final desta página para download.
Material de apoio a disciplina será colocado no DropBox: https://www.dropbox.com/sh/8y7fsp82zajhygf/AAB6i1U6Y8s7OU_W-7S4Fnd8a?dl=0
ou no Google Drive: https://drive.google.com/drive/folders/1mNVgSg9FQWTsoOtsXlSUG0TcczcNtpc-?usp=sharing
PROGRAMA:
- Propriedades de líquidos.
- Modelo para o potencial de interação intra e intermolecular.
- Mecânica estatística de líquidos.
- Método de Dinâmica Molecular.
- Método Monte Carlo.
- Técnicas avançadas: cálculo de energia livre, amostragem preferencial, entre outras.
- Aplicação de simulações computacionais com método Monte Carlo e Dinâmica Molecular em sistemas modelo e realistas.
- Análise de resultados: propriedades termodinâmicas, propriedades estruturais, erros, correções de resultados, entre outras.
PROGRAMAS COMPUTACIONAIS:
GROMACS, DICE, VMD e vários outros que auxiliam a visualização e análise dos dados.
CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO DO APROVEITAMENTO:
Prova (escrita de textos sobre tópicos da ementa) e trabalhos de simulação com os programas DICE e GROMACS.
OBJETIVOS:
Neste curso serão apresentadas as técnicas tradicionais de simulação de sistemas moleculares (Dinâmica Molecular e Monte Carlo), os conceitos fundamentais de mecânica estatística, os algoritmos eficientes, técnicas avançadas de simulação e procedimentos de análise de resultados. Adicionalmente, serão desenvolvidos e/ou manuseados programas para a realização de aplicações práticas de simulações computacionais de líquidos moleculares.
JUSTIFICATIVA:
Sistemas moleculares, ou macromoleculares, densos e desordenados são tratados, hoje, de forma teórica e realista através das modernas técnicas de simulação computacional, que são de grande aplicabilidade nas áreas de Biofísica, Nanociência, Física de Materiais, Físico-química de soluções, Modelagem Molecular, ou em muitas áreas inter e multidisciplinares que envolvem Biologia, Química e Física. Entretanto, o conteúdo aqui proposto não está contemplado de forma sistemática e aprofundada em nenhuma outra disciplina de graduação ou pós-graduação no IFUSP. Portanto, com esta disciplina, vamos apresentar e introduzir tópicos de simulação computacional e adicionalmente faremos aplicações práticas com programas bem estabelecidos na área de Modelagem Molecular que estão disponíveis para comunidade científica.
BIBLIOGRAFIA:
Textos Principais:
- Computer Simulation of Liquids, M.P. Allen and D.J. Tildesley.
- Understanding Molecular Simulation, From Algorithms to Applications, D. Frenkel and B. Smit
- Molecular Modeling and Simulatio: An Interdisciplinary Code, T. Sclick
- The Art of Molecular Dynamics Simulation, D. C. Rapaport
- Métodos de Química Teórica e Modelagem Molecular, N. H. Morgon e K. Coutinho (Eds)
Outros Textos:
- Essential of Computacional Chemistry. Theories and Models, C.J. Cramer
- Quantum Chemistry and Statistical Theory of Solutions. A Computational Approach, B.Y. Simkin and I.I. Sheikhet
- The Liquid State, D.M. Heyes
- An Introduction to the Liquid State, P.A. Egelstaff
- Notas de aulas, K. Coutinho
AULAS GRAVADAS:
