Transport and dynamic properties of O2+(X2Πg) in Kr under the action of an electrostatic field: Single or multiple potential energy surface treatment

Koutselos, Andreas D.

doi:10.1063/1.3589164

Cited by 5 publications

(4 citation statements)

References 48 publications

(44 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Diffusion components can be calculated as time integrals of the velocity correlation functions, C ii = ⟨( v i (0) – ⟨ v i (0)⟩)( v i ( t ) – ⟨ v i ( t )⟩)⟩, with i representing { x , y , z } directions, Because C XX = C YY , two independent diffusion components should appear, D ⊥ = ( D XX + D YY )/2 and D || = D ZZ . In addition, the MD simulation method can provide rates of the conformational change involving the folding of the peptide, as well as correlations between all the degrees of freedom.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…The performance of the method and the simplified structure model is examined through the reproduction of the ion mobility spectrometry data for a flexible designed peptide. The MD method has been used in the past mostly for the reproduction of the transport and dynamics of small ions in gases under the action of an electrostatic field. − …”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Molecular Dynamics Simulation for the Dynamics and Kinetics of Folding Peptides in the Gas Phase

Litinas

Koutselos

2015

J. Phys. Chem. A

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

The conformations of flexible molecular species, such as oligomers and oligopeptides, and their interconversion in the gas phase have been probed by ion mobility spectrometry measurements. The ion motion is interpreted through the calculation of effective cross sections in the case of stable conformations of the macromolecules. However, when the molecular structures transform to each other as the ions collide with gas atoms during their flight through the drift tube, the introduction of an average cross section is required. To provide a direct way for the reproduction of the ion motion, we employ a nonequilibrium molecular dynamics simulation method and consider a molecular model that consists of two connected stiff cylindrical bodies interacting through an intramolecular model potential. With this procedure we have calculated the ion mobility as a function of temperature for a prototype peptide that converts between a helical and an extended globular form. The results are in good agreement with ion mobility spectrometry data confirming that an angular vibration coordinate can be used for the interpretation of the shifting of the drift-time distributions at high temperatures. The approach produces mean kinetic energies as well as various combined distributions of the ion degrees of freedom. It is easily applied to flexible macromolecular ions and can be extended to include additional degrees of freedom.

show abstract

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Molecular Dynamics Simulation for the Dynamics and Kinetics of Folding Peptides in the Gas Phase

Litinas

Koutselos

2015

J. Phys. Chem. A

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…One unique feature of a NESS is the nonzero but stationary flux driven by an external force, which characterizes the active transport process in the system. The response of a system to a strong external force is noticeable and the unidirectional drift velocity is easy to detect in both experiments [5][6][7][8] and simulations [9][10][11][12][13][14][15][16][17][18] . However, in most applications, the system usually works in a moderate condition, i.e., driven by a weak force, in which the drift motion is submerged in the intense thermal diffusion and thus difficult to detect.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

One-Dimensional Steady Transport by Molecular Dynamics Simulation: Non-Boltzmann Position Distribution and Non-Arrhenius Dynamical Behavior

Shi¹,

Wang²

2014

Commun. Theor. Phys.

View full text Add to dashboard Cite

A non-equilibrium steady state can be characterized by a nonzero but stationary flux driven by a static external force. Under a weak external force, the drift velocity is difficult to detect because the drift motion is feeble and submerged in the intense thermal diffusion. In this article, we employ an accurate method in molecular dynamics simulation to determine the drift velocity of a particle driven by a weak external force in a one-dimensional periodic potential. With the calculated drift velocity, we found that the mobility and diffusion of the particle obey the Einstein relation, whereas their te mperature dependences deviate from the Arrhenius law. A microscopic hopping mechanism was proposed to explain the non-Arrhenius behavior. Moreover, the position distribution of the particle in the potential well was found to deviate from the Boltzmann equation in a non-equilibrium steady state. The nonBoltzmann behavior may be attributed to the thermostat which introduces an effective "viscous" drag opposite to the drift direction of the particle. a) Author to whom correspondence should be addressed. Electronic mail: wangyt@itp.ac.cn.

show abstract

“…Οι μέσες τιμές των κινητικών ενεργειών των ιόντων λόγω μεταφοράς, σε διευθύνσεις κάθετες και παράλληλες στη διεύθυνση του εφαρμοζόμενου πεδίου, εκφράζονται ως ενεργές θερμοκρασίες και δίνονται από τις ακόλουθες σχέσεις [92] , =…”

Section: κινητική ενέργεια των ιόντων και ενεργές θερμοκρασίεςunclassified

Μοριακή Δυναμική Εύκαμπτων Μεγελομορίων Σε Ηλεκτρικό Πεδίο

Litinas¹,

Λίτινας²

View full text Add to dashboard Cite

Προκειμένου να μελετηθούν τα φαινόμενα μεταφοράς και η δυναμική ιόντων εύκαμπτων μεγαλομορίων σε αέρια υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου,αναπτύχθηκε τεχνική Μοριακής Δυναμικής προσομοίωσης εκτός ισορροπίας. Η τεχνική εφαρμόστηκε στην περίπτωση ολιγοπεπτιδίων που κινούνται εντός αναλυτικών οργάνων φασματομετρίας ιοντικής ευκινησίας, μέσω θεώρησης κατάλληλου μοριακού προτύπου και διαμοριακών αλληλεπιδράσεων. Η δομή του εύκαμπτου μεγαλομορίου αποδίδεται μέσω δύο ισομεγεθών κοίλων κυλίνδρων που ενώνονται με αρμό στο ένα άκρο τους. Κατασκευάζονται οι εξισώσεις κίνησης για την περιστροφή και τη δόνηση του ιόντος, η οποία αποδίδεται μέσω της μεταβολής της γωνίας μεταξύ των κυλίνδρων του προτύπου. Οι αλληλεπιδράσεις ιόντων – μορίων αδρανούς αερίου περιγράφονται μέσω δυναμικού 12-6-4, ενώ οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μορίων του αδρανούς αερίου μέσω δυναμικού 12-6. Για την δόνηση του ιόντος, προτείνεται κατάλληλο δυναμικό συναρτήσει της γωνίας που σχηματίζεται μεταξύ των κυλίνδρων του μοντέλου και περιγράφει την αλληλεπίδραση τους. Η κίνηση των ιόντων μελετάται με προσομοιώσεις Μοριακής Δυναμικής εκτός ισορροπίας μέσω εκτέλεσης δύο παράλληλων προσομοιώσεων. Στην πρώτη, τα μόρια του αδρανούς αερίου που βρίσκονται σε ισορροπία προσομοιώνονται μόνα τους. Στη δεύτερη, τα ιόντα αλληλεπιδρούν με εικονικά μόρια του αδρανούς αερίου που παράγονται και διατηρούνται στη μνήμη του υπολογιστή όσο διαρκεί η μεταξύ τους κρούση. Με τον τρόπο αυτό τα ιόντα φτάνουν σε στάσιμη κατάσταση γιατί χάνουν μέσω των κρούσεων την ενέργεια που κερδίζουν από το ηλεκτρικό πεδίο ενώ τα μόρια του αδρανούς αερίου παραμένουν σε ισορροπία. Το πρότυπο εφαρμόζεται στη μελέτη εύκαμπτων ολιγοπεπτιδίων δομής έλικα -στροφή – έλικα. Οι μεταβολές που παρατηρούνται στην ενεργό διατομή κρούσης των ιόντων με τα μόρια του αδρανούς και η εξάρτησή τους από τη θερμοκρασία του αδρανούς, ερμηνεύεται μέσω της ύπαρξης δύο κυρίαρχων διαμορφώσεων. Στην πρώτη που χαρακτηρίζουμε ως συνεστραμμένη, η γωνία μεταξύ των κυλίνδρων του προτύπου είναι μικρή, ενώ στη δεύτερη που χαρακτηρίζουμε ως αναπτυγμένη η γωνία είναι μεγαλύτερη. Σε χαμηλές θερμοκρασίες οι δυο διαμορφώσεις συνυπάρχουν, αλλά σε υψηλές θερμοκρασίες του ουδετέρου επικρατεί η αναπτυγμένη διαμόρφωση Η μέθοδος που χρησιμοποιούμε αναπαράγει τις τιμές των ταχυτήτων όδευσης και τις ενεργές διατομές κρούσης για τις διαμορφώσεις το πεπτιδίου. Υπολογίζεται η μέση κινητική ενέργεια των ιόντων εκφρασμένη ως ενεργός θερμοκρασία και προσδιορίζεται η κατανομή των γωνιών μεταξύ των κυλίνδρων του προτύπου,συναρτήσει της θερμοκρασίας του ουδετέρου. Σε προσομοιώσεις με μεταβλητή ένταση του ηλεκτρικού πεδίου και σταθερή θερμοκρασία του αδρανούς προβλέπεται η εξάρτηση της ευκινησίας των ιόντων και της ενεργού διατομής κρούσης συναρτήσει της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου. Μέσω των τροχιών των μεγαλομορίων μπορούν να υπολογισθούν συσχετίσεις των βαθμών ελευθερίας καθώς και συντελεστές διάχυσης που όμως ακόμη δεν έχουν προσδιορισθεί πειραματικά. Το πρότυπο της μοριακής δομής μπορεί να εξελιχθεί με θεώρηση άνισων κυλίνδρων, εισάγοντας δυνάμεις Coriolis, αλλά και επιπλέον βαθμούς ελευθερίας, όπως η σχετική κίνηση των κυλίνδρων σε δύο επίπεδα ή διακύμανση και εναλλαγή στο ύψος των κυλίνδρων. Η μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί και σε μικρά μόρια, όπως στη γωνιακή κίνηση του νερού, με κατάλληλα ενδομοριακά δυναμικά.

show abstract

Transport and dynamic properties of O2+(X2Πg) in Kr under the action of an electrostatic field: Single or multiple potential energy surface treatment

Cited by 5 publications

References 48 publications

Molecular Dynamics Simulation for the Dynamics and Kinetics of Folding Peptides in the Gas Phase

Molecular Dynamics Simulation for the Dynamics and Kinetics of Folding Peptides in the Gas Phase

One-Dimensional Steady Transport by Molecular Dynamics Simulation: Non-Boltzmann Position Distribution and Non-Arrhenius Dynamical Behavior

Μοριακή Δυναμική Εύκαμπτων Μεγελομορίων Σε Ηλεκτρικό Πεδίο

Contact Info

Product

Resources

About