「LAMMPS系列」如何获取适合目标系统的反应力场ReaxFF

moboyou 2025-05-27 03:52 27 浏览

大家好，我是粥粥。

反应力场（reactive force field，ReaxFF），是一种基于键级的分子力场，常用于分子动力学模拟，由Adri van Duin、William A. Goddard和加利福尼亚理工学院的合作者提出。通过分子动力学或蒙特卡洛，模拟介观尺度下，可能发生的化学反应，以及有关的热力学与动力学性质。能够用于高温热解、燃烧、催化、溶液环境、界面、金属和金属氧化物表面分子反应的模拟。

LAMMPS模拟中首先要获得反应力场文本文件，才可进行模拟，但目标文献或最相关文献中一般不会直接给出此文件，需要通过其他途径获取。本文介绍两种常用方法。

目标文献

从最相关的文献中寻找线索

首先，需要从最相关的文献中寻找线索，目标文献中的分子动力学模拟用到的模型和力场，一般都会在文章中给出。对于反应力场，一般是给出拟合出此势函数的来源参考文献（可能位于introduction或simulation method部分）。如下图，根据表述可知，此模拟使用了参考文献29的反应力场参数。

而一般做力场的文献都会附上自己的拟合成果，搜索不同数据库中的此文献，最终很可能会有反应力场参数pdf附件（如下图），需要自己转化为文本文件（注意格式问题），才能在LAMMPS中使用。实在找不到的话，可以向作者发送邮件获取反应力场文本文件。

如，https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jp510274e

反应力场网站

[Included force fields — ReaxFF 2021.1 documentation (scm.com)]
https://www.scm.com/doc/ReaxFF/Included_Forcefields.html

另外，从收集网站中也可寻找到适合自己体系的反应力场，根据力场包含元素，可以分辨是否能用于自己的体系，但具体模拟结果的准确性还需要参考拟合文献的具体表述，如常温下拟合的反应力场很可能不能预测高温下系统的性质。

如果还是找不到，就需要自己去拟合了。

参考资料

[Included force fields — ReaxFF 2021.1 documentation (scm.com)]
https://www.scm.com/doc/ReaxFF/Included_Forcefields.html
https://www.fermitech.com.cn/ams/reaxff-module/

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