Квантовая химия в реальном мире

[YuraM]

Здравствуйте уважаемые специалисты,

часто задумываюсь над следующим вопросом. Какова практическая ценность квантовохимических расчетов? Может ли кто-нибудь дать ссылки где с помощью квантовой химии были спроектированы новые катализаторы, лекарства или какие-либо другие вещества которые действительно пошли в серийное производство. Во многих статьях много красивых фраз, слов, но, к сожалению, ссылки на такие работы я не нашел. В лучшем случае теория лишь подтверждает эксперимент в статьях (а если нет - применятся другой метод или публикуют без теории вовсе). Буду признателен любой информации!

[amge]

По моим ощущениям, стало все больше появляться статей, где идут не от эксперимента к теории, а наоборот, расчетные изыски проверяют экспериментом. Например, viewtopic.php?f=71&t=85011. Кстати, и наша последняя статья такая: сначала был расчет, в результат которого не верилось. Проверили экспериментально, и действительно, идет реакция, которая, если верить учебникам, не должна идти.

Правда, все, что мне попадалось, было фундаментально-научное, с неопределенными практическими перспективами.

[Vit Nhoc]

По моим ощущениям, стало все больше появляться статей, где идут не от эксперимента к теории, а наоборот, расчетные изыски проверяют экспериментом. Например, viewtopic.php?f=71&t=85011. Кстати, и наша последняя статья такая: сначала был расчет, в результат которого не верилось. Проверили экспериментально, и действительно, идет реакция, которая, если верить учебникам, не должна идти.

Правда, все, что мне попадалось, было фундаментально-научное, с неопределенными практическими перспективами.

Я думаю, проблема квантовой химии в том, что это действительно скорее фундаментальная, а не прикладная наука. Бизнес не станет финансировать фундаментальные исследования, не потому что они не нужны, а потому что, когда совершается фундаментальное открытие, выгоду из него извлекают все, а не только те кто его финансировал.
Финансировать фундаментальную науку - это государственный альтруизм.
Такое у меня ИМХО.
Мою программу Chemcraft почти все покупают в виде академической, а не коммерческой лицензии, из чего я делаю вывод что квантовую химию финансирует только государство.

[uchebnik fiziki]

Может ли кто-нибудь дать ссылки где с помощью квантовой химии были спроектированы новые катализаторы, лекарства или какие-либо другие вещества которые действительно пошли в серийное производство.

Фарма делает QM/MM, но это один из множества расчётных методов. Если закладываться на кванты как на единственный метод, ничего не выйдет, да это и лишено смысла.

Мою программу Chemcraft почти все покупают в виде академической, а не коммерческой лицензии, из чего я делаю вывод что квантовую химию финансирует только государство.

Неправильный вывод. В бизнесе умеют считать деньги и покупают только то, что действительно нужно. Если функционал дублирует имеющиеся программные пакеты, то ничего удивительного, что люди предпочитают более функциональные и удобные варианты (а поскольку у вас там везде белый фон на скриншотах, то очевидно, что вам до сих пор не сказали, что фон должен быть чёрным для того, чтобы можно было хотя бы как-то пользоваться). Если не дублирует, то уверены ли вы, что о вашей программе вообще знают? На скольких конференциях за год вы бываете с рекламными целями (стенд, доклады)?

[Гесс]

Дискуссия о цвете фона отделена в viewtopic.php?f=71&t=112677&p=862424#p862424

[Shorku]

Я думаю, проблема квантовой химии в том, что это действительно скорее фундаментальная, а не прикладная наука.

http://www.molecularspace.org/

[YuraM]

Постараюсь почитать статью, спасибо! Из ссылки на PES думаю что смысл в том, что добавлении молекул бром происходит образование ассоциативных переходных состояний энергия которых меньше чем переходного состояния с одной молекулой брома. Это только догадки, надо читать - но похожих примеров сейчас много. Кстати, в моей практике много примеров когда р-ция идет, а согласно расчетам не должна.
Насчет фундаментальной науки - с моей точки зрения квантовая химия не фундаментальная наука. в фундаментальных науках, насколько я знаю и помню, все строго, квантовая механика, физика, математика - тому примеры. В квантовой химии тонны приближений, начиная от DFT или практических CCSD(T) и заканчивая гармоническим осциллятором, идеальным газом и жестким ротатором. Про сольватационные модели вообще молчу. И все эти приближения именно в угоду практичности расчетов.
Думаю, что деньги проще выбить на типа "фундаментальные" исследования изобрести новый катализатор и т.д. и пообещать пару статей. С другой стороны действительно фундаментальные исследования вряд-ли принесут много статей и не факт, что вообще будет какое-то открытие - именно поэтому квантовая химия не развивается как наука,а появляются всякие имеено практичные вещи как M06 или дисперсионные поправки которые где-то обсуждались.
С автором Chemcraft соглашусь. Кстати думаю бизнес ее не заказывает просто потому, что для QM/MM в промышленности уже есть втроенные вьюверы в Gaussian, Jaguar (Maestro), Material Studio и т.д. Chemcraft часто используют с бесплатным софтом или бесплатную версию, так как сейчас везде меры жесткой экономии. И кстати, белый фон меня устраивает.
Что-то я вообще скептично настроен с фундаментальной составляющей квантовой химии в связи с безумной погоней за количеством статей и цитированием которое приносит бабло чтобы нанять рабов (постдоков). Именно фундаментальная составляющая мало-кого беспокоит.

[YuraM]

Хотя наверное с таким диким количеством приближений, точность расчетов низка => поэтому в промышленности и фарме не особо доверяют квантовой химии (и судя по разговору с синтетиками это правда) и такие предсказания по точности наверное будут эквивалентны предсказаниям старого химика.

[Shorku]

Хотя наверное с таким диким количеством приближений, точность расчетов низка => поэтому в промышленности и фарме не особо доверяют квантовой химии (и судя по разговору с синтетиками это правда) и такие предсказания по точности наверное будут эквивалентны предсказаниям старого химика.

не совсем, дикое количество приближений просто следствие того, что в реальной химии очень много разнообразных факторов, учесть которые честно- безумно дорого, не учесть - провраться. Предсказывать тяжело и делается это реже, чем объяснения пост-фактум по одной простой причине - надо делать тот же огромный перебор в поисках оптимума, например. Собственно, выше я привел ссылку - это проект, который как раз и занимается перебором и поиском перспективных веществ для энергетики. Для подобных вещей нужны безумные ресурсы, существенно превосходящие те, что бывают в распоряжении группы, а иногда и института, особенно если хочется чтобы прям предсказывало, а не рекомендовало проверить

[anasanity]

Несколько месяцев назад в Nature вышла статья с экспериментальным (NMR relaxation dispersion) подтверждением квантовохимических расчетов на уровне изолированных пар азотистых оснований, вначале газофазных, потом с implicit solvent, показывающая хорошую согласованность с ними в олигонуклеотидах. В этой статье ссылаются на расчеты в растворе на M06/6-311++g(d,p), которые существенно переоценивают энергию активации этой реакции, но расчеты на MP2/aug-cc-pVTZ//B3LYP/6-311++g(d,p) с CPCM водой (не опубликованы) дают dG и ddG в пределах 1.5 ккал/моль от экспериментально установленных.
Сама открытая реакция пока что имеет фундаментальное значение, но установленный QM расчетами ее механизм (в частности, ее TS - tight ионная пара) дает возможность дизайна новых мутагенов на основе производных азотистых оснований.

[VTur]

Дпло в том, что отыскать правильный расчет на фоне тонн мусора в квантовой химии очень тяжело. Подавляющее большинство расчетов - мусор. Но есть и достаточно много надежных прогнозов. Но, как их отсеять от остального? Информация сейчас, как море грязи, в котором нужно отыскать жемчужину

[ Post made via Android ]

[YuraM]

Hello,
just curious review -

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1 ... 1/abstract

[Vit Nhoc]

В лучшем случае теория лишь подтверждает эксперимент в статьях

У меня знакомые (институт химии растворов РАН) занимаются изучением процесса самосборки супрамолекулярных спиральных трубок (или как они называются). Они пытаются применить квантовую химию, чтобы, как вы сказали, подтвердить эксперимент, а более точно – чтобы лучше понять происходящие в эксперименте процессы (условия, при которых начинается самосборка, её механизмы и т.д.). Такие исследования должны дать ряд фундаментальных открытий, благодаря которым быстрее будут развиваться нанотехнологии. Очевидно, что это именно фундаментальная, а не прикладная наука.
Т.е., повторюсь, я думаю что “подтвердить эксперимент”, “описать эксперимент” и т.д. – это скорее фундаментальная наука, а “делать предсказания” – прикладная наука. Фундаментальную науку финансирует государство, прикладную – частные компании.

[uchebnik fiziki]

Они пытаются применить квантовую химию, чтобы, как вы сказали, подтвердить эксперимент, а более точно – чтобы лучше понять происходящие в эксперименте процессы (условия, при которых начинается самосборка, её механизмы и т.д.).

Они неправы: это не надо делать квантовой химией.

[VTur]

Фундаментальную науку финансирует государство, прикладную – частные компании.

Как ВЫ ошибаетесь!

[Vit Nhoc]

Фундаментальную науку финансирует государство, прикладную – частные компании.

Как ВЫ ошибаетесь!

Почему, собственно?

[VTur]

У нас частные компании почти ничего не дают на науку. Вот купить за копейки и пустить в производство они мастера.
У нас даже инновационные разработки делаются за счет государства.

[Vit Nhoc]

Я имел в виду на Западе.

[Vit Nhoc]

Хочу сделать ещё одно предположение: квантовая химия реально хорошо работает только для газовой фазы, а газовая фаза нужна в основном астрофизикам и метеорологам, т.е. это опять же государственно-фундаментальная наука. Поправьте меня если я пишу что-то не то.

[Shorku]

Хочу сделать ещё одно предположение: квантовая химия реально хорошо работает только для газовой фазы, а газовая фаза нужна в основном астрофизикам и метеорологам, т.е. это опять же государственно-фундаментальная наука. Поправьте меня если я пишу что-то не то.

Есть и вполне прикладные вещи, типа увеличения точности gps, например.