Molecular Dynamics

حرية الوصول المقاله

1 - Numerical investigation of the fullerene and doped fullerene effects on thermal performance of water base-fluid
Ahmad Saadi Hamid Reza Vanaie Mojtaba Yaghobi Ebrahim Heidari Darush Masti

10.57647/j.jtap.2023.1701.13

In this study, the fullerenes have been inserted into water base-fluid to investigate the atomic and thermal behavior of nanofluid and hybridnanofluid as heat transfer fluid. This choice derives from low cast and high thermal stability of this nanostructure. Our computa أکثر

In this study, the fullerenes have been inserted into water base-fluid to investigate the atomic and thermal behavior of nanofluid and hybridnanofluid as heat transfer fluid. This choice derives from low cast and high thermal stability of this nanostructure. Our computational results from Molecular Dynamics (MD) simulations indicate that the addition of nanoparticles with 4% atomic ratio produced an appreciable effect on the nanofluid. The maximum value of density, velocity, and temperature profile have reached to 0.029 atom/cubic angstrom, 0.005 angstrom/ps, and 321 centigrade degree. Its thermal conductivity would increase to 0.82 W/m.K. Heat flux reached to 2019 kW/m2 after t= 10 ns. Also, the aggregation phenomenon detected after t= 5.84 ns. This hybridnanofluid has been used to enhance the energy efficiency of the heat exchangers at high temperature for the nuclear industry applications for the first time. Numerically, by the temperature increase of nanofluid structure to 625.15 K, thermal power of nanofluid reached to 3881 MW. The thermal performance of hybridnanofluid can be improved by more than 30% by adding concentration of fullerene and doped fullerene at 4 vol%. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

2 - The Molecular Docking and Molecular Dynamics Simulation of Some HIV-1 protease Inhibitors For the treatment of Coronavirus Disease-19
ghasem ghasemi babak motahary robabe Sayadikordabadi Asghar Alizadehdakhel

10.30495/jptc.2023.65656.1233

In this manuscript; Molecular dynamics simulation was tested on COVID -19 main protease (PDB: 6LU7) with the docking studies have been employed using autodock-vina-1.1.2-4 and autodock- mgltools-1.5.6 (flex) programs to evaluate the interactions. HIV-1 Protease is a pre أکثر

In this manuscript; Molecular dynamics simulation was tested on COVID -19 main protease (PDB: 6LU7) with the docking studies have been employed using autodock-vina-1.1.2-4 and autodock- mgltools-1.5.6 (flex) programs to evaluate the interactions. HIV-1 Protease is a prerequisite for viral replication. In this manuscript; Molecular dynamics simulation was tested on COVID -19 main protease (PDB: 6LU7) with the docking studies have been employed using autodock-vina-1.1.2-4 and autodock- mgltools-1.5.6 (flex) programs to evaluate the interactions. Regular and Flexible docking approaches were run. Molecular dynamics simulation was tested on COVID -19 main protease (PDB: 6LU7) with molecule 7. Drug-likeness descriptors of compounds such as logP (partition coefficient), H-Bond Acceptor (HBA), H-Bond Donor (HBD), number of Rotable Bond (nRB), and nHB calculated by DruLiTo. In the molecular docking study, the maximum binding affinity of -5.9 kcal/mol was obtained between each of COVID -19 main protease (PDB: 6LU7) enzyme systems and the geometric-optimized molecules, representing a strong interaction. The reference molecule PRD_002214 of Mpro forms four hydrogen bonds with Glu 166, Phe 140, Gln 189, His 163, and some hydrophobic bonds. In this study, molecules 7 (Amprenavir) and 15 were presented as the most stable ones that may be introduced for further investigations, including clinical experiments. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

3 - Molecular Dynamics Simulation of Water Transportation through Aquaporin-4 in Rat Brain Cells
F. Kaveh K. zare S. Salemi A. R. Illchani N. Khodayari

This paper investigates the mechanism of water transportation through aquaporin-4(AQP4) of ratbrain cells by means of molecular dynamics simulation with CHARMM software. The AQP4 wasembedded into a bilayer made of Dimystroilphosphatylcholine (DMPC). The results illustra أکثر

This paper investigates the mechanism of water transportation through aquaporin-4(AQP4) of ratbrain cells by means of molecular dynamics simulation with CHARMM software. The AQP4 wasembedded into a bilayer made of Dimystroilphosphatylcholine (DMPC). The results illustrate thatwater molecules move through AQP4's channel with change of orientation of oxygen of eachwater molecule. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

4 - Molecular dynamics simulation of interaction of Melittin and DMPC bilayer: Temperature dependence
F. Kaveh H. Pasdar

The interaction between proteins and membranes has an important role in biological pro-cesses.We have calculated energies of interaction between Melittin and DMPC bilayer in differenttemperatures. We have used the CHARMM software for MD simulation under the canonical (N أکثر

The interaction between proteins and membranes has an important role in biological pro-cesses.We have calculated energies of interaction between Melittin and DMPC bilayer in differenttemperatures. We have used the CHARMM software for MD simulation under the canonical (N,V, E) ensemble at different temperatures. The computations have shown that water moleculeshave more penetration into the bilayer around the transition temperature of DMPC bilayer.Phosalone, malathion and diazinon were analyzed in corn oil using solid phase extraction (SPE)with lanthanum silicate as a new solid sorbent followed by gas chromatography with nitrogen thedetector تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

5 - Investigation of Monte Carlo, Molecular Dynamic and Langevin dynamic simulation methods for Albumin- Methanol system and Albumin-Water system
M. Monajjemi N. Dalili Mansour A. Kazemi Babaheydari M. Khaleghian

Serum Albumin is the most aboundant protein in blood plasma. Its two major roles aremaintaining osmotic pressure and depositing and transporting compounds. In this paper,Albumin-methanol solution simulation is carried out by three techniques including MonteCarlo (MC), M أکثر

Serum Albumin is the most aboundant protein in blood plasma. Its two major roles aremaintaining osmotic pressure and depositing and transporting compounds. In this paper,Albumin-methanol solution simulation is carried out by three techniques including MonteCarlo (MC), Molecular Dynamic (MD) and Langevin Dynamic (LD) simulations. Byinvestigating energy changes by time and temperature (between 273 to 313K), it is found thatMC method is not suitable for macromolecule simulations. Also by comparing optimizedenergy in Albumin-water system and Albumin-methanol system,it is distinguished thatbecause of existing more hydrogen bondings Albumin-water system is more stable thanAlbumin-methanol. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

6 - Gyration Radius and Energy Study at Different Temperatures for Acetylcholine Receptor Protein in Gas Phase by Monte Carlo, Molecular and Langevin Dynamics Simulations
M. Monajjemi A. R. Oliaey

The determination of gyration radius is a strong research for configuration of a Macromolecule. Italso reflects molecular compactness shape. In this work, to characterize the behavior of theprotein, we observe quantities such as the radius of gyration and the average en أکثر

The determination of gyration radius is a strong research for configuration of a Macromolecule. Italso reflects molecular compactness shape. In this work, to characterize the behavior of theprotein, we observe quantities such as the radius of gyration and the average energy. We studiedthe changes of these factors as a function of temperature for Acetylcholine receptor protein in gasphase with native structure, - helix and - sheet conformation by Monte Carlo, Molecular andlangevin dynamics simulations. It was found when the temperature is increased the kinetic energyis increased too, and its diagram is linear. Monte Carlo simulation is a stochastic method andtherefore, is the best method to evaluate gyration radius. Considering the gained values fromMonte Carlo, Molecular and langeving dynamics simulations for - helix conformation and littledeviations from the experimental value, it can be understood that the second structure of thisprotein is the kind in which - helix is more. All the calculations were carried out usingHyperchem 8.0 program package. Gyration radius is calculated using VMD 1.8.6 Software. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

7 - Energy study at different solvents for potassium Channel Protein by Monte Carlo, Molecular and Langevin Dynamics Simulations
F. Mollaamin T. Nejadsattari I. Layali

Potassium Channels allow potassium flux and are essential for the generation of electric current acrossexcitable membranes. Potassium Channels are also the targets of various intracellular controlmechanisms; such that the suboptimal regulation of channel function might أکثر

Potassium Channels allow potassium flux and are essential for the generation of electric current acrossexcitable membranes. Potassium Channels are also the targets of various intracellular controlmechanisms; such that the suboptimal regulation of channel function might be related to pathologicalconditions. Realistic studies of ion current in biologic channels present a major challenge for computersimulation approaches. Molecular dynamics simulations may be used to probe the interactions ofmembrane proteins with lipids and with detergents at atomic resolution .Examples of such simulationsfor ion channels and for bacterial outer membrane has already been studied. In this work, to characterizeprotein behavior, we observed quantities such as gyration radius and energy average. It was studied thechanges of these factors for potassium channel Protein in gas, water, Methanol and Ethanol phases withnative conformation by Monte Carlo, Molecular and Langevin Dynamics simulations. Monte Carlosimulation is stochastic method and therefore, is the best method to evaluate the radius of gyration in gasphase. when the temperature is increased the kinetic energy is increased too, and its correlation is linear.All the calculations were carried out By Hyperchem 8.0 program. The radius of gyration for differentsolvent is calculated by VMD 1.8.7 Software. The determination of gyration radius is a spectacular forconfiguration of a Macromolecule. It also reflects molecular compactness shape. Monte Carlo simulationis the best method to evaluate gyration radius. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

8 - Molecular Modeling Studies on Vinblastine Binding Site of Tubulin for Antimitotic agents
Z. Varmaghani F. Mollaamin L. Pishkar B. Khalili Hadda

Medicinal chemistry depends on many other disciplines ranging from organic chemistry andpharmacology to computational chemistry. Typically medicinal chemists use the moststraightforward ways to prepare compounds. The validation of any design project comes from thebiolog أکثر

Medicinal chemistry depends on many other disciplines ranging from organic chemistry andpharmacology to computational chemistry. Typically medicinal chemists use the moststraightforward ways to prepare compounds. The validation of any design project comes from thebiological testing.Studies of the binding site of vinblastine by a single cross—linking experiment identified it asbeing between residues 175-213 in 13—tubulin.These polypeptide residues are in the region oflateral or longitudinal contacts of protofilaments on the microtubule in the absence of a ligand. Inthe presence of vinblastine or other active vinca alkaloids a kink is formed that disturbs normalmicrotubule formation and favors depolymerization.In an effort to understand the conformational preferences that may be attributed to stereoelectroniceffects, a number of computational chemistry studies carried out. Molecular mechanics, MonteCarlo, Molecular Dynamics and Langevin calculations using the AMBER force field performedon vinblastine .These results show the minimized structure of vinblastine, calculated potentialenergy for important dihedral angles, and the effect of temperature on geometry of optimizedstructure تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

9 - Investigation of Different Solvents and Temperatures Effects on (3,7) Single-Walled Carbon Nanotubes: DFT Study
M. Monajjemi M. Khaleghian

In this research, we have studied the structural propenies of water. methanol and ethanol surrounding snidewalledcarbon nanotube (SWCNT) and mixed of them either and we have investigated the solvent effects onthe relative energies and dipole moment values by ming molecu أکثر

In this research, we have studied the structural propenies of water. methanol and ethanol surrounding snidewalledcarbon nanotube (SWCNT) and mixed of them either and we have investigated the solvent effects onthe relative energies and dipole moment values by ming molecular dynamics simulation. We used differentforce field it, deterrnaned energy and other type of geometrical parameters, on the particular SWCNT, becauseof the differences among force fields, the energy of a molecule calculated using two different force fields willnot be the same. In this study difference in force field illustrated by comparing the energy of calculated byusing force fields, MM-F, Amber and OPLS The Quantum Mechanics (QM) calculations were earned out vAththe GAUSSIAN 98 program based on density functional theory (OFT) at B I LYP/3-210 level. In this study,we have comparison between vacuum phase and solvent calculations that considered solvents such as water,methanol, and ethanol and mixed of them. Therefore in this study we investigate polar solvents effects onSWCNT mthin the Onsager self-consistent reaction field (SCRF) model at BILYP/3-21G level and thetemperature effect on the stability of SWCNT in various solvents. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

10 - Modifications of Internal Molecular Structures of Asphalt Components Due to Physical Aging
Iffat R. Arisa

The internal structure of a molecule can be presented in terms of intra-molecular (i.e., inter atomic)and inter-molecular energies such as van der Waals, bond and bending, torsion, and inversion energy.In this study, changes in molecular energies of individual asphalt c أکثر

The internal structure of a molecule can be presented in terms of intra-molecular (i.e., inter atomic)and inter-molecular energies such as van der Waals, bond and bending, torsion, and inversion energy.In this study, changes in molecular energies of individual asphalt components are evaluated as afunction of physical aging factors. The factors for physical aging such as temperature and pressureare considered in a molecular dynamics simulation framework. The simulations are carried out byvarying temperatures within the range from -35 ºC to 75 ºC and pressures within the range from 0.95atm to 1.1 atm. The outputs of the simulations give a clear idea about the internal structure ofmolecules in liquid state. Simulation results show that physical aging process causes increase in bondstretching, angle bending, and torsion energy. Application of high temperatures results in highstretching of asphalt atoms. At high temperature intermolecular van der Waals repulsion increases.Pressure variation has negligible effects on intra and inter-molecular energy changes. From inversionenergy values, the geometry of the molecules is found. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

11 - مطالعه کمّی فعالیت- ساختار، داکینگ و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی تعدادی از ترکیبات هتروسیکل شامل نیتروژن اکسید به عنوان عامل‌های ضد سل جدید
قاسم قاسمی بابک مطهری ربابه صیادی کردآبادی

هدف: عامل سل، مایکوباکتریوم توبرکلوزیس است. یک‌سری از ترکیبات جدید هتروسیکل شامل نیتروژن اکسید، به عنوان بازدارنده‌های مایکوباکتریوم توبرکلوزیس گزارش شده‌اند. در این راستا، هدف پژوهش حاضر مطالعه QSAR، داکینگ و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی تعدادی از ترکیبات هتروسیکل شامل نی أکثر

هدف: عامل سل، مایکوباکتریوم توبرکلوزیس است. یک‌سری از ترکیبات جدید هتروسیکل شامل نیتروژن اکسید، به عنوان بازدارنده‌های مایکوباکتریوم توبرکلوزیس گزارش شده‌اند. در این راستا، هدف پژوهش حاضر مطالعه QSAR، داکینگ و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی تعدادی از ترکیبات هتروسیکل شامل نیتروژن اکسید به عنوان عامل‌های ضد سل جدید است.مواد و روش‌ها: الگوریتم رقابت استعماری، PLS، PCR، LASSO و شبیه‌سازی مونته کارلو در محاسبات QSAR انجام گردید. همچنین محاسبات داکینگ و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی میتوباکتریوم توبرکلوزیس با کد 4XGQ انجام شده است.یافته‌ها: جرم‌های‌ اتمی، الکترونگانیویتی اتمی ساندرسون، شاخص Ghose–Viswanadhan-Wendoloski hyptonic-like و شاخص Ghose–Viswanadhan-Wendoloski antiinfective-like در این بررسی مهم بودند. در برنامه کورال سی، از فایل اسمایل استفاده شد. RMSE برای آموزش و تست در الگوریتم رقابت استعماری، به ترتیب 1395/0 و 2970/0 بودند. در روش مونته کارلو نتایج برای سری آموزش به‌صورت 7n=، 9931/0R²=، 9857/0 Q²=و 039/0 MAE=و برای سری تست به‌صورت 6n=، 9413/0R²=، 9107/0Q²=و 367/0 MAE=بدست آمد.نتیجه‌گیری: مولکول‌های 10 و 11 ترکیبات پایداری هستند که برای بررسی‌های بیشتر از جمله مطالعات آزمایشگاهی کلینیکی پیشنهاد می‌شوند. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

12 - A DFT and Molecular Dynamics Study on Inhibitory Action of Three Amine Derivatives on Corrosion of Carbon Steel
Mohammad Hossein Ghorbani Maryam Dehdab

Inhibition efficiencies of three amine derivatives (Diethylenetriamine (I), Triethylenetetramine (II), and Pentaethylenehexamine (III)) have been studied on corrosion of carbon steel using density functional theory (DFT) method in gas phase. Quantum chemical parameters أکثر

Inhibition efficiencies of three amine derivatives (Diethylenetriamine (I), Triethylenetetramine (II), and Pentaethylenehexamine (III)) have been studied on corrosion of carbon steel using density functional theory (DFT) method in gas phase. Quantum chemical parameters such as EHOMO (highest occupied molecular orbital energy), ELUMO (lowest unoccupied molecular orbital energy), hardness (η), polarizability (α), dipole moment (μ), electrophilicityindex (ω) totalnegative charges on atoms (TNC) and molecular volume (MV) have been calculated at the B3LYP level of theory with 6-311++G ** basis set. Moreover, adsorption behavior of the inhibitor molecules on Fe (110) surface has been analyzed using molecular dynamics simulation. The binding strength of the concerned inhibitor molecules on Fe (110) surface follows the order III>II>I, which is in good agreement with the experimentally determined inhibition efficiencies. In consistent with experimental data, theoretical results showed that the order of inhibition efficiency is Pentaethylenehexamine (III)>Triethylenetetramine (II)>Diethylenetriamine (I). This study has shown that DFT along with MD can be successfully be used as a reliable approach to screen organic corrosion inhibitors prior to experimental validation. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

13 - شبیه سازی برهمکنش آنزیم فومارات ردوکتاز با نیزاتیدین و مقایسه آن با اثر مهارکنندگی تعدادی از ترکیبات گیاه بومادران برای بالا بردن اثر مترانیدازول بر روی Helicobacter pylori در Insilico
خدیجه توکلی هفشجانی علی کاظمی باباحیدری افسانه نیکخواه

هلیکوباکتر پیلوری یک باکتری میکروآئروفیل و مارپیچی شکل است که در مخاط معده ساکن است و عامل عمده زخم و ورم معده است. به‌تازگی اثر چند دارو ازجمله داروی نیزاتیدین در مهار فعالیت FRD در هلیکوباکتر پیلوری نشان داده ‌شده است که رشد سلولی را متوقف می‌کند و منجر به مرگ سلول می أکثر

هلیکوباکتر پیلوری یک باکتری میکروآئروفیل و مارپیچی شکل است که در مخاط معده ساکن است و عامل عمده زخم و ورم معده است. به‌تازگی اثر چند دارو ازجمله داروی نیزاتیدین در مهار فعالیت FRD در هلیکوباکتر پیلوری نشان داده ‌شده است که رشد سلولی را متوقف می‌کند و منجر به مرگ سلول می‌شود هدف از این مطالعه، مقایسه و ارزیابی اثرات ضد باکتریایی تعدادی از ترکیبات گیاه بومادران بر روی آنزیمFRD با استفاده از داکینگ مولکولی و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی بود. ساختار سه‌بعدی تعدادی از ترکیبات بومادران با نرم‌افزارگاوسین کشیده و بهینه شده و نحوه‌ی اتصال این ترکیبات (انرژی اتصال) به آنزیم FRD پس از مدل‌سازی ساختار سه بعدی آنزیم با نرم‌افزار مدلر (Modeller10.14) بررسی شد و برای ارزیابی و مقایسه ی نتایج اتصال ترکیبات بومادران روی آنزیم FRD از داروی نیزاتیدین که اثر آن روی FRDثابت ‌شده است در مطالعات داکینگ استفاده شد و سپس از بین ترکیبات بومادران، سه ترکیب که بالاترین انرژی اتصال داشتند برای شبیه‌سازی دینامیک مولکولی بر روی آنزیم FRD انتخاب شدند. شبیه‌سازی دینامیک ملکولی با استفاده از کمپلکس با بهترین حالت اتصال به‌دست ‌آمده از داکینگ انجام گرفت بعد از ۱۰ نانوثانیه شبیه سازی محاسبات جذرمیانگین مربعات جابجایی (RMSD) اسکلت اصلی آنزیم FRD نشان داد که درکل شبیه‌سازی‌ها تقریباً مشابه و یکنواخت می‌باشد که نشان می‌دهد آنزیم درطی شبیه‌سازی پایداربوده است؛ ومحاسبه ی فاصله ی مرکزجرم نیز بیان داشت که ترکیب تیمول کم‌ترین فاصله را باآنزیم از بین سه ترکیب دارد وبهترین تأثیر را می‌گذارد. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

14 - Thermomechanical Properties of the Polymeric Nanocomposite Predicted by Molecular Dynamics
Majid Hadipeykani farshid Aghadavoudi Davood Toghraie

A molecular dynamics simulation study is employed to investigate the elastic and basic thermal properties of thermoset polymer based nanocomposite sample reinforced by CNT. The COMPASS force filed was used to construct the simulation box. The simulation box contains the أکثر

A molecular dynamics simulation study is employed to investigate the elastic and basic thermal properties of thermoset polymer based nanocomposite sample reinforced by CNT. The COMPASS force filed was used to construct the simulation box. The simulation box contains the cured epoxy resin molecules obtained from cross linking process of DGEBA and DETA which were located around the CNT (10,10). NVT and NPT ensembles were performed to equilibrate the system and convergence of temperature, energy and density have been checked. The elastic constants of molecular sample of nanocomposite were determined based on stiffness matrix and compared with the molecular results of pure resin. The results show that the Young's modulus in the transverse direction of nanocomposite model is less than that in longitudinal direction indicating the transversely isotropic behaviour at atomic scale. Glass transition temperature (Tg) and coefficient of thermal expansion (CTE) were calculated through the linear fitting of density-temperature diagram for the CNT-reinforced nanocomposite model. Atomistic simulation results showed decrease in Tg and CTE comparing to the pure epoxy. Moreover, the simulation results were compared with the measured values and good agreements are observed. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

15 - Free Vibration of Defective Nanographene using Molecular Dynamics Simulation and Differential Quadrature Method
Hossein Golestanian ali khodadadi mahmoud haghighi

10.30495/admt.2021.1928536.1276

In this paper, the free vibration of defective nanographene is investigated using Molecular Dynamics Simulation (MD) and Differential Quadrature Method (DQM). The equations of motions and the related boundary conditions are derived based on the differential constitutive أکثر

In this paper, the free vibration of defective nanographene is investigated using Molecular Dynamics Simulation (MD) and Differential Quadrature Method (DQM). The equations of motions and the related boundary conditions are derived based on the differential constitutive relations in conjunction with the classical plate theory via Hamilton’s principle. Then, DQM is used to investigate free vibration of the nanographene with various boundary conditions. At first, in order to determine natural frequencies more realistically, nanographene mechanical properties are determined using MD simulations. The effects of defects are investigated by analyzing pristine and defective nanographenes containing Stone Wales, vacancy, and Adatom defects. According to the results, the non-dimensional fundamental natural frequency parameter converges to the analytical value for N=10×10. Results indicate that graphene with CCCC boundary conditions has the maximum natural frequency. The minimum value corresponds to the graphene with SSSS boundary conditions. In addition, Non-dimensional fundamental frequency parameter of the nanoplate increases with increasing nanoplate aspect ratio. Finally, defects reduce density, position ratio and elastic moduli of nanographene, which causes a decrease in natural frequency. Stone Wales and vacancy defects decrease nanographene natural frequencies by about 8 and 25 percent, respectively. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

16 - Temperature Effect on Mechanical Properties of Top Neck Mollusk Shells Nano-Composite by Molecular Dynamics Simulations and Nano-Indentation Experiments
A Nouroozi Masir A Darvizeh A Zajkani

10.22034/jsm.2019.668662

Discovering the mechanical properties of biological composite structures at the Nano-scale is much interesting today. Top Neck mollusk shells are amongst biomaterials Nano-Composite that their layered structures are composed of organic and inorganic materials. Since the أکثر

Discovering the mechanical properties of biological composite structures at the Nano-scale is much interesting today. Top Neck mollusk shells are amongst biomaterials Nano-Composite that their layered structures are composed of organic and inorganic materials. Since the Nano indentation process is known as an efficient method to determine mechanical properties like elastic modulus and hardness in small-scale, so, due to some limitation of considering all peripheral parameters; particular simulations of temperature effect on the atomic scale are considerable. The present paper provides a molecular dynamics approach for modeling the Nano-Indentation mechanism with three types of pyramids, cubic and spherical indenters at different temperatures of 173, 273, 300 and 373K. Based on load-indentation depth diagrams and Oliver-Far equations, the findings of the study indicate that results in the weakening bond among the bilateral atoms lead to reduced corresponding harnesses. Whenever, the temperature increases the elastic modulus decrease as well as the related hardness. Moreover, within determining the elastic modulus and hardness, the results obtained from the spherical indenter will have the better consistency with experimental data. This study can be regarded as a novel benchmark study for further researches which tend to consider structural responses of the various Bio-inspired Nano-Composites. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

17 - A Study on Stiffness of a Defective Rippled Graphene Using Molecular Dynamics Simulation
A Hamzei E Jomehzadeh M Rezaeizadeh M Mahmoodi

10.22034/jsm.2022.1953532.1734

Graphene without defects exhibits extraordinary mechanical properties, while defects such as vacancies and Stone-Wales usually impose a suffering effect on graphene's properties. On the other hand, strictly two-dimensional crystals are expected to be unstable due to the أکثر

Graphene without defects exhibits extraordinary mechanical properties, while defects such as vacancies and Stone-Wales usually impose a suffering effect on graphene's properties. On the other hand, strictly two-dimensional crystals are expected to be unstable due to the thermodynamic requirement for the existence of out-of-plane bending with interatomic interaction generating a mathematical paradox. This paper researches the fracture strength and the stretching stiffness of a rippled defective graphene that is placed under the loading pressure of uniaxial tensile. With the purpose of replicating a model for carbon atoms’ covalence bonding, a molecular dynamics simulation is carried out. This is sorted according to the adaptive intermolecular reactive bond order potential function. The degree of the temperature of the system throughout the experiment is contained through the Nose-Hoover thermostat. The software package large-scale atomic/molecular massively parallel simulator is utilized for the aim of simulation the desired bond formation in the graphene layer structure. The present study offers a physical insight into the mechanisms of topological mechanical defects of graphene, and we propose static ripples as one of the key elements to accurately understand the thermo-mechanics of graphene. The results revealed that the fracture strength of a rippled graphene is significantly reduced when it contains defects, and fracture stress and strain with different vacancy defects are presented and compared. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

18 - Influences of Small-Scale Effect and Boundary Conditions on the Free Vibration of Nano-Plates: A Molecular Dynamics Simulation
S.F Asbaghian Namin R Pilafkan

This paper addresses the influence of boundary conditions and small-scale effect on the free vibration of nano-plates using molecular dynamics (MD) and nonlocal elasticity theory. Based on the MD simulations, Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator (LA أکثر

This paper addresses the influence of boundary conditions and small-scale effect on the free vibration of nano-plates using molecular dynamics (MD) and nonlocal elasticity theory. Based on the MD simulations, Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator (LAMMPS) is used to obtain fundamental frequencies of single layered graphene sheets (SLGSs) which modeled in this paper as the most common nano-plates. On the other hand, governing equations are derived using nonlocal elasticity and the first-order shear deformation theory (FSDT). Afterwards, these equations solved using generalized differential quadrature method (GDQ). The small-scale effect is applied in the governing equations of motion by nonlocal parameter. The effects of different side lengths, boundary conditions, and nonlocal parameter are inspected for the aforementioned methods. The results obtained from the MD simulations are compared with those of nonlocal elasticity theory to calculate appropriate values for the nonlocal parameter. As a result, for the first time, the nonlocal parameter values are suggested for graphene sheets with various boundary conditions. Furthermore, it is shown that nonlocal elasticity approach using classical plate theory (CLPT) assumptions overestimates the natural frequencies. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

19 - Mechanical Characteristics and Failure Mechanism of Nano-Single Crystal Aluminum Based on Molecular Dynamics Simulations: Strain Rate and Temperature Effects
R Rezaei H Tavakoli-Anbaran M Shariati

Besides experimental methods, numerical simulations bring benefits and great opportunities to characterize and predict mechanical behaviors of materials especially at nanoscale. In this study, a nano-single crystal aluminum (Al) as a typical face centered cubic (FCC) me أکثر

Besides experimental methods, numerical simulations bring benefits and great opportunities to characterize and predict mechanical behaviors of materials especially at nanoscale. In this study, a nano-single crystal aluminum (Al) as a typical face centered cubic (FCC) metal was modeled based on molecular dynamics (MD) method and by applying tensile and compressive strain loadings its mechanical behaviors were investigated. Embedded atom method (EAM) was employed to represent the interatomic potential of the system described by a canonical ensemble. Stress-strain curves and mechanical properties including modulus of elasticity, Poisson’s ratio, and yield strength were determined. Furthermore, the effects of strain rate and system temperature on mechanical behavior were obtained. It was found that the mechanical properties exhibited a considerable dependency to temperature, but they hardly changed with increase of strain rate. Moreover, nucleation and propagation of dislocations along the plane of maximum shearing stress were the mechanisms of the nanocrystalline Al plastic deformation. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

20 - Molecular dynamics simulation study on the drug discovery in covid-19 disease
Pejman Shir Ali Poor Elham Tazikeh-Lemeski

In this study, drug discovery of SARS-CoV-2 nsp-16 effective in Coronavirus (COVID-19) has been accomplished by pharmacophore-based virtual screening among some analogs (FDA approved drugs) and marine natural plants (MNP). The comparison of the binding energies and the أکثر

In this study, drug discovery of SARS-CoV-2 nsp-16 effective in Coronavirus (COVID-19) has been accomplished by pharmacophore-based virtual screening among some analogs (FDA approved drugs) and marine natural plants (MNP). The comparison of the binding energies and the inhibition constants was determined using molecular docking method. Between selected drugs, three compound were selected for further investigation using the molecular dynamics simulations. The results indicated that Ibrutinib and Idelalisib are oral medications while Kumusine, with proper hydrophilic and solubility properties, is an appropriate candidate for nsp-16 inhibitor and can be effective to control COVID-19 disease. It seems that Kumusine due to its better drug properties including the highest binding, the ability of destroying the secondary structure of the protein can be proposed as the best drug candidate among screened drugs in this research, for further investigations. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

21 - بررسی اثر قطر و دما بر روی خواص مکانیکی نانولوله های تک جداره نیترید بور با استفاده از شبیه سازی دینامیک ملکولی
محمدرضا مصطفایی عبدالحسین فریدون فریدون مسعود درویش گنجی

شبیه سازی دینامیک ملکولی جهت محاسبه خواص مکانیکی نانولوله های تک جداره نیترید بور بکار رفته است.اثر قطر،کایرالیتی و دما بر روی خواص مکانیکی مجموعه مدنظر تخمین زده شده است.نتایج نشان می دهد که نانولوله های نیترید بور زیگزاگ مستحکم تر از نوع آرمیچر در محدوده قطر مشابه هست أکثر

شبیه سازی دینامیک ملکولی جهت محاسبه خواص مکانیکی نانولوله های تک جداره نیترید بور بکار رفته است.اثر قطر،کایرالیتی و دما بر روی خواص مکانیکی مجموعه مدنظر تخمین زده شده است.نتایج نشان می دهد که نانولوله های نیترید بور زیگزاگ مستحکم تر از نوع آرمیچر در محدوده قطر مشابه هستند.همچنین مدول یانگ هر دو نوع نانولوله تک جداره نیترید بور تا قطر مشابهی افزایش داشته و بعد از آن بطور محسوسی کاهش می یابد.ما پی بردیم که تغییرات قطرتاثیر محسوسی بر روی تنش و کرنش نهایی نانولوله های زیگزاگ ندارد.علاوه بر این نتایج نشان میدهد که تمام خواص مکانیکی محاسبه شده با افزایش دما کاهش می یابد.یافته های شبیه سازی ما نه تنها درک کلی ملکولی از نانولوله های نیترید بور را می دهد،بلکه می تواند جهت مهندسین مکانیک و پژوهشگرانی که در زمینه توسعه خواص مکانیکی فعالیت دارند،مفید واقع شود. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

22 - شبیه سازی اتمی بررسی اثر قطر، تعداد دیواره،فاصله بین لایه ای و دما بر روی خواص مکانیکی نانولوله های چند جداره نیترید بور
محمدرضا مصطفایی علایی عبدالحسین فریدون مسعود درویش گنجی

به کمک استفاده از شبیه سازی دینامیک ملکولی، خواص مکانیکی نانولوله های تک جداره،دوجداره و سه جداره نیترید بور محاسبه شده است. اثر قطر،کایرالیتی،فاصله بین لایه‌ای و دما بر روی خواص مکانیکی مجموعه مدنظر تخمین زده شده است.نتایج نشان می دهد که نانولوله های نیترید بور زیگزاگ أکثر

به کمک استفاده از شبیه سازی دینامیک ملکولی، خواص مکانیکی نانولوله های تک جداره،دوجداره و سه جداره نیترید بور محاسبه شده است. اثر قطر،کایرالیتی،فاصله بین لایه‌ای و دما بر روی خواص مکانیکی مجموعه مدنظر تخمین زده شده است.نتایج نشان می دهد که نانولوله های نیترید بور زیگزاگ مستحکم تر از نوع آرمیچر در محدوده قطر مشابه هستند.همچنین مدول یانگ هر دو نوع نانولوله دوجداره و سه جداره نیترید بور با افزایش قطر،افزایش می‌یابد..علاوه بر این مدول یانگ نانولوله های نیترید بور دو جداره کوچکتر از سه جداره و بزرگتر از تک جداره می‌باشد. ما نشان دادیم که مدول یانگ نانولوله‌های دوجداره نیترید بور با تعداد لایه مختلف افزایش می‌یابد در زمانیکه فاصله بین لایه‌ای کاهش یابد. یافته‌های شبیه‌سازی ما نه تنها درک کلی ملکولی از نانولوله‌های نیترید بور را می‌دهد،بلکه می تواند جهت مهندسین مکانیک و پژوهشگرانی که در زمینه توسعه خواص مکانیکی فعالیت دارند،مفید واقع شود. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

23 - بررسی اثرسایزصفحه گرافن و دما و طول گردن برروی خواص مکانیکی نانو غنچه گرافن با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی
مرجان خراسانی عبدالحسین فریدون

کربن دارای آرایش های متعددی است. نانو غنچه گرافن از تازه ترین آلوتروپ های کربن است و هنوز به صورت آزمایشگاهی در دسترس نیست. نانو غنچه گرافن از اتصال فولرن و صفحه گرافن به هم تشکیل می شود. شبیه سازی دینامیک مولکولی جهت محاسبه خواص مکانیکی نانو غنچه گرافن استفاده شده است. أکثر

کربن دارای آرایش های متعددی است. نانو غنچه گرافن از تازه ترین آلوتروپ های کربن است و هنوز به صورت آزمایشگاهی در دسترس نیست. نانو غنچه گرافن از اتصال فولرن و صفحه گرافن به هم تشکیل می شود. شبیه سازی دینامیک مولکولی جهت محاسبه خواص مکانیکی نانو غنچه گرافن استفاده شده است.اثر دما و سایز صفحه گرافن و طول گردن در این مجموعه تخمین زده شده است. نتایج نشان میدهد که تا دمای 800 کلوین مدول یانگ تغییرات کمی را با افزایش دما تجربه می کندبه عبارت دیگر با افزایش دما مدول یانگ تغییر چندانی نمی کند و تنها کمی کاهش می یابد. مشاهده شد که در یک دمای ثابت با افزایش سایز صفحه گرافن مدول یانگ نیز افزایش می یابد .یافته های شبیه سازی ما نه تنها درک کلی از نانو غنچه گرافن را افزایش می دهد بلکه می تواند جهت استفاده مهندسین و پژوهشگرانی که در زمینه توسعه خواص مکانیکی کار می کنند نیز مورد استفاده قرار گیرد. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

24 - شناسایی جهش های پایدارکننده ساختارآنزیم لوسیفراز گونه ایرانی بوسیله ابزارها و پایگاه های بیوانفورماتیک و شبیه سازی دینامیک مولکولی
علیرضا خندابی حسن صاحب جمعی فهیمه باغبانی آرانی

آنزیم لوسیفراز در واکنش بیولومینسانس (نشر نور توسط موجودات زنده) دخالت دارد. این آنزیم به عنوان گزارشگر ژنی در تصویربرداری in vivo کاربردهای فراوانی دارد. علی رغم کاربردهای فراوان و تشخیصی آنزیم لوسیفراز، چندین عامل هم چون پایداری پایین لوسیفراز نسبت به حرارت و Km بالا أکثر

آنزیم لوسیفراز در واکنش بیولومینسانس (نشر نور توسط موجودات زنده) دخالت دارد. این آنزیم به عنوان گزارشگر ژنی در تصویربرداری in vivo کاربردهای فراوانی دارد. علی رغم کاربردهای فراوان و تشخیصی آنزیم لوسیفراز، چندین عامل هم چون پایداری پایین لوسیفراز نسبت به حرارت و Km بالا برای سوبسترای ATP استفاده از آن را محدود کرده است. با توجه به پایداری پایین آنزیم لوسیفراز مطالعه حاضر جهت ارزیابی تاثیر جهش های تک اسیدآمینه بر پایداری آنزیم لوسیفراز گونه ایرانی لامفیریس ترکستانیکوس[1] با استفاده از وب سرورهای بیوانفورماتیک و شبیه سازی دینامیک مولکولی صورت گرفت. برای این منظور ابتدا جهت تعیین پایداری، جهش ها با استفاده از وب سرورهای I-Mutant-2، Pop-music، Cupsat، istable،MUpro و ابزارهای Protparam و foldx تحت نرم افزار Yasara بررسی شد. وب سرورها و foldx پیش بینی کردند که دو جهش Q35L و H9M باعث پایداری ساختار می شوند. وب سرور Polyphen-2هم پیشگویی کرد که این دو جهش در عملکرد آنزیم اثر مخرب ندارد. برای تایید بیش تر این دو جهش شبیه سازی دینامیک مولکولی انجام شد، که نتایج RMSD و RMSF و شعاع ژیراسیون و هیدروفوبیسیته هم نشان دادند که این جهش ها باعث پایداری این آنزیم می شود. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

25 - مطالعه مجازی تعیین مهارکننده های جدید آنزیم سورتاز آ در باکتری استافیلوکوکوس اورئوس
حسن صاحب جمعی مهرعلی محمودجانلو

مقدمه: مهار آنزیم‌های کلیدی در باکتری‌هایی که فشار تکاملی پایینی اعمال می‌کنند می‌تواند یک استراتژی توسعه دارویی برای مقاومت آنتی‌بیوتیکی باکتریایی باشد. سورتازآ یک ترانس پپتیداز است که به طور گسترده در مطالعات مهاری عفونت باکتریایی مورد استفاده قرار می گیرد. این آنزیم أکثر

مقدمه: مهار آنزیم‌های کلیدی در باکتری‌هایی که فشار تکاملی پایینی اعمال می‌کنند می‌تواند یک استراتژی توسعه دارویی برای مقاومت آنتی‌بیوتیکی باکتریایی باشد. سورتازآ یک ترانس پپتیداز است که به طور گسترده در مطالعات مهاری عفونت باکتریایی مورد استفاده قرار می گیرد. این آنزیم یک عملکرد کلیدی در تعاملات بین استافیلوکوکوس اورئوس و میزبان دارد و به عنوان یک هدف امیدوارکننده برای توسعه دارویی باکتری های مقاوم در نظر گرفته شده است. تا به امروز، برخی از مهارکننده‌های سورتازآ کشف شده‌اند که بیشتر آنها از ترکیبات فلاونوئیدی مانند مایرسیتین مشتق شده‌اند. هدف: از آنجایکه روش‌های محاسباتی برای نظارت بر رفتار مولکول‌های زیستی در سطح میکروسکوپی دقیق‌تر و مقرون به صرفه‌تر هستند، لذا در این تحقیق هدف ما اینست که با استفاده از روش های محاسباتی مولکول هایی مشابه اما با قدرت اتصال و مهاری بالاتر نسبت به مایرستین یافته شود. مواد و روش ها: در این مطالعه، ما از روش‌های محاسباتی مانند غربالگری مجازی مبتنی بر ساختار، اتصال مولکولی و شبیه‌سازی MD بهره جستیم. رویکرد اتصال مولکولی برای درک برهم‌کنش‌های پروتئین- لیگاند و ثابت مهار از نظر میل ترکیبی مورد استفاده قرار گرفت. برای نظارت بر تغییرات ساختاری آنزیم Srt A ، از تکنیک‌ شبیه سازی MD استفاده شد. پس از مطالعات شبیه‌سازی MD، رویکرد MM-PBSA برای تفسیر انرژی اتصال آزاد استفاده شد. نتایج: ابتدا کتابخانه شیمیایی Chemspider را به روش جستجوی مشابه که در آن مایرسیتین به عنوان مولکول مرجع قرار داده شد، غربال گردید. مرحله دوم غربالگری با استفاده از نرم افزار PyRx صورت گرفت بطوریکه 10 ترکیب برتر بر اساس پتانسیل بازدارندگی آنها از مجموعه لیگاندهای حاصل از مرحله قبل به دقت انتخاب شدند. این ترکیبات در معرض Autodock4.2 برای داکینگ مولکولی قرار گرفتند. که در نتیجه آن مشاهده گردید که ترکیب Chemspider ID=73945561 از قدرت مهاری بالاتری نسبت به مایرستین برخوردار است. برای بررسی پایداری و کارایی حالت اتصال لیگاند، Srt A آزاد، کمپلکس‌های آن با مایرستین و بهترین ترکیب منتخب، تحت شبیه‌سازی دینامیک مولکولیns 50 قرار گرفتند. نتایج شبیه‌سازی MD نشان داد که ترکیب 73945561 پروفایل‌ها و برهمکنش اتصال بهتری نسبت به مایرستین به‌عنوان یک بازدارنده مرجع دارد، و رفتار ناپایدار پیوسته در کمپلکس داکینگ مشاهده شد. نتیجه گیری: در مجموع، ترکیب 73945561 ممکن است به عنوان یک بازدارنده جدید عمل کند یا دارای داربستی برای بهینه سازی بیشتر به سمت طراحی مهارکننده های SortA قوی تر باشد. پیشنهاد می گردد که توسعه این مهارکننده می تواند یک استراتژی اساسی برای مهار باکتریهای مقاوم باشد. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

26 - مطالعات QSAR، داکینگ مولکولی و شبیه سازی دینامیک مولکولی روی بازدارنده های اپیژنی
قاسم قاسمی بابک مطهری ربابه صیادی کردآبادی امید علیزاده

توسعه QSAR و داکینگ مولکولی کلید ارزیابی پاتومکانیسم بیماری های اپی ژنی هستند. QSAR، داکینگ مولکولی و شبیه سازی دینامیک مولکولی روی تعدادی از مدولاتور اصلاح شده کروماتین پروتیینی به عنوان عوامل ضد سرطان انجام شده است. الگوریتم رقابت استعماری، PLS، PCR، MLR و شبیه سازی م أکثر

توسعه QSAR و داکینگ مولکولی کلید ارزیابی پاتومکانیسم بیماری های اپی ژنی هستند. QSAR، داکینگ مولکولی و شبیه سازی دینامیک مولکولی روی تعدادی از مدولاتور اصلاح شده کروماتین پروتیینی به عنوان عوامل ضد سرطان انجام شده است. الگوریتم رقابت استعماری، PLS، PCR، MLR و شبیه سازی مونته کارلو در مدل های QSAR استفاده شده است. توصیف کننده های انتخاب شده شامل جرم اتمی ،حجم واندروالس ، شکل و ساختار ژیومتری ترکیبات بودند.سپس بررسی های داکینک مولکولی با برنامه اتوداک وینا با دقت بالا انجام شد. بر اساس تعداد پیوند هیدروژنی، طول پیوند، افینیتی و RMSD بهترین کمپلکس ها انتخاب شدند. بر اساس مطالعات QSAR ,داکینگ مولکولی و شبیه سازی دینامیک مولکولی ترکیبات 9 و 14 برای داروهای ضد سرطان پیشنهد می شوند. توصیف کننده های Drug-likeness از ترکیبات با برنامه DruLiTo محاسبه شدند. در مطالعات داکینگ بالاترین افینیتی 9 کیلوکالری بر مول بود که بین سیستم آنزیمی PDB: 3MXF و مولکول های بهینه شده بوده که نشان از برهمکنش قوی دارد. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

27 - Simulation of Fabrication toward High Quality Thin Films for Robotic Applications by Ionized Cluster Beam Deposition
Esmaeil Zaminpayma

The most commonly used method for the production of thin films is based on deposition of atoms or molecules onto a solid surface. One of the suitable method is to produce high quality metallic, semiconductor and organic thin film is Ionized cluster beam deposition (ICBD أکثر

The most commonly used method for the production of thin films is based on deposition of atoms or molecules onto a solid surface. One of the suitable method is to produce high quality metallic, semiconductor and organic thin film is Ionized cluster beam deposition (ICBD), which are used in electronic, robotic, optical, optoelectronic devices. Many important factors such as cluster size, cluster energy, impact angle and substrate temperature have important effects on the quality of final thin film such as cluster implanted atoms, substrate sputtering atoms and surface roughness. In this paper, molecular dynamics (MD) simulation of nano-Si cluster impact on Si(100) substrate surface has been carried out for energies of 1-5 eV/atom. The 3-body Stillinger-Weber potential (SW) was used in this simulation. Si cluster sizes of 30, 70, and 160 atoms were deposited on a Si (100) substrate whose temperatures were set around 300 K. Our results illustrate that the maximum substrate temperature, heat transferred time, the cluster implantation and sputtering atoms from the surface increase with increasing the cluster size and energy of the clusters. We found that small nano-clusters with high kinetic energy can produce flatter surface. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

28 - Stress-strain behavior of two-layer graphene with different chirality
Mohsen Motamedi Amirhossein Aghili

10.22034/jna.2020.1904370.1219

Graphene is a two-dimensional sheet containing carbon atoms arranged as a honeycomb lattice. Graphene has been recently the subject of much interest due to its unique mechanical, thermal, and electrical properties. The experimental method for calculating the mechanical أکثر

Graphene is a two-dimensional sheet containing carbon atoms arranged as a honeycomb lattice. Graphene has been recently the subject of much interest due to its unique mechanical, thermal, and electrical properties. The experimental method for calculating the mechanical properties of graphene is complex because of its nanoscale lateral dimension, so the use of the theoretical method for calculating the properties of monolayer graphene has also received much attention recently.In this study, two-layer graphene with two different chirality angles was modeled by molecular dynamics in LAMMPS software. In summary, this research involves producing the primary structure, balancing the sample, applying the axial tensile test, and extracting the stress-strain graph from the sample. The simulated graphene has a value of 102.2*100.8 Å and an interlayer distance is 3.4 Å.The results showed that as the number of sheets increased, the amount of Young's modulus was more than that of the single-layer graphene. In addition, the fracture strength of the two-layer armchair graphene is greater than the fracture strength of the two-layer zigzag graphene. Then, by increasing the chirality angle, the fracture strength decreases. Finally, it was shown that by increasing the chirality angle in two-layer graphene from 0 ° (armchair) to 30 ° (zigzag), the Young's modulus value increases, while by increasing the chirality angle in single-layer graphene from 0 ° to 30 °, the Young's modulus does not change significantly. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

29 - Stress-strain behavior of two-layer graphene with different chirality
Mohsen Motamedi A.H. Aghili

10.22034/jna.2021.681549

Graphene is a two-dimensional sheet containing carbon atoms arranged as ahoneycomb lattice. Graphene has been recently the subject of much interest dueto its unique mechanical, thermal, and electrical properties. The experimentalmethod for calculating the mechanical pro أکثر

Graphene is a two-dimensional sheet containing carbon atoms arranged as ahoneycomb lattice. Graphene has been recently the subject of much interest dueto its unique mechanical, thermal, and electrical properties. The experimentalmethod for calculating the mechanical properties of graphene is complexbecause of its nanoscale lateral dimension, so the use of the theoretical methodfor calculating the properties of monolayer graphene has also received muchattention recently.In this study, two-layer graphene with two different chirality angles was modeledby molecular dynamics in LAMMPS software. In summary, this research involvesproducing the primary structure, balancing the sample, applying the axial tensiletest, and extracting the stress-strain graph from the sample. The simulatedgraphene has a value of 102.2*100.8 Å and an interlayer distance is 3.4 Å.The results showed that as the number of sheets increased, the amount ofYoung's modulus was more than that of the single-layer graphene. In addition,the fracture strength of the two-layer armchair graphene is greater than thefracture strength of the two-layer zigzag graphene. Then, by increasing thechirality angle, the fracture strength decreases. Finally, it was shown that byincreasing the chirality angle in two-layer graphene from 0 ° (armchair) to 30 °(zigzag), the Young's modulus value increases, while by increasing the chiralityangle in single-layer graphene from 0 ° to 30 °, the Young's modulus does notchange significantly تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

30 - Molecular Dynamics Investigation of The Elastic Constants and Moduli of Single Walled Carbon Nanotubes
Mohammad Mahdi Zaeri Saeed Ziaei-Rad

10.22034/jna.2017.01.008

Determination of the mechanical properties of carbon nanotubes is an essential step in their applications from macroscopic composites to nano-electro-mechanical systems. In this paper we report the results of a series of molecular dynamics simulations carried out to pre أکثر

Determination of the mechanical properties of carbon nanotubes is an essential step in their applications from macroscopic composites to nano-electro-mechanical systems. In this paper we report the results of a series of molecular dynamics simulations carried out to predict the elastic constants, i.e. the elements of the stiffness tensor, and the elastic moduli, namely the Young’s and shear moduli, of various single walled carbon nanotubes. Poisson’s ratios were also calculated. Three different methods were used to run the simulations: applying a predetermined strain and reading the resulted stress, applying forces and constraints to the end atoms and calculating the moduli by assuming an equivalent continuum tube, and lastly applying a predetermined stress and reading the consequent deformation. In each case, the effect of nanotube chirality and diameter was studied. In addition, loading conditions were altered in each method to study the effect of nonlinearity of interatomic interactions. The result of the three methods are compared, with each other as well as with the literature, and discussed to obtain reasonable concluding remarks. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

31 - Effects of Colliding Particle Size and Velocity on Mechanical Properties of AZ31 after Surface Mechanical Attrition Treatment: Molecular Dynamics Simulation
Ali Kazemi Ali Heidari Kamran Amini Farshid Aghadavoudi Mohsen Loh-Mousavi

In this study, the molecular dynamics method is used to simulate the SMAT process in the AZ31 workpiece. Molecular dynamics calculations in LAMMPS software have been used to investigate the effect of size, number, and velocity parameters of carbon steel particles on the أکثر

In this study, the molecular dynamics method is used to simulate the SMAT process in the AZ31 workpiece. Molecular dynamics calculations in LAMMPS software have been used to investigate the effect of size, number, and velocity parameters of carbon steel particles on the mechanical and physical properties of the surface including residual stress, hardness, and surface roughness in AZ31 matrix has been investigated at the atomic scale. The simulation results during the SMAT process show that the residual stress in the AZ31 matrix increases with increasing the diameter of carbon steel particles and the particle velocity in the SMAT process has a significant effect on improving the mechanical properties of the simulated magnesium matrix. The highest residual stress and the largest increase in Vickers hardness in the SMAT process were calculated for the largest colliding particle. The maximum surface temperature of AZ31 decreases after SMAT with the increasing size of carbon steel particles. The results show that the roughness parameter increases with increasing colliding particle size. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

32 - تحلیل رفتار مکانیکی-حرارتی نانوسیم‌ طلا به روش دینامیک مولکولی
محمد طهماسبی پور ریحانه احمدی مهرزاد مدرس

با رشد و توسعه فزاینده علم و فناور‌ی‌ نانو، کاربرد نانو سنسورها، سیستم‌های نانو الکترومکانیکی، سیستم‌های نانوالکترونیکی و وسایل نانو فتونیکی رو به افزایش است. نانوسیم‌ها به عنوان یکی از اجزاء کلیدی این سیستم‌ها نقش قابل توجهی در عملکرد درست آنها دارند. بنابراین شناخت رف أکثر

با رشد و توسعه فزاینده علم و فناور‌ی‌ نانو، کاربرد نانو سنسورها، سیستم‌های نانو الکترومکانیکی، سیستم‌های نانوالکترونیکی و وسایل نانو فتونیکی رو به افزایش است. نانوسیم‌ها به عنوان یکی از اجزاء کلیدی این سیستم‌ها نقش قابل توجهی در عملکرد درست آنها دارند. بنابراین شناخت رفتار مکانیکی- حرارتی نانوسیم‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. با توجه به مشکلات اجتناب‌ناپذیر در انجام آزمایش‌های تجربی بر روی نانو‌سیم‌ها، از جمله نیاز به تجهیزات بسیار دقیق و پیشرفته و همچنین هزینه و زمان زیاد مورد نیاز برای انجام این آزمایش‌ها، تعدادی از پژوهشگران به مدل‌سازی و شبیه‌سازی رفتار نانو‌سیم‌ها پرداخته‌اند. شبیه‌سازی دینامیک مولکولی یکی از بهترین روش‌های شناخت خواص نانو‌سیم‌ها می‌باشد که در اغلب شبیه‌سازی‌های نانو مقیاس از این روش استفاده می‌شود. با استفاده از روش‌های شبیه‌سازی و مدل‌سازی می توان خواص نانو‌سیم‌ها را با صرف هزینه اندک و زمان بسیار کوتاهی، در مقایسه با روش‌های تجربی، به انجام رساند. در این مقاله، با هدف شناخت رفتار مکانیکی- حرارتی نانوسیم طلا، تاثیر دما ( 300، 450، 600 و 700 درجه کلوین) و نرخ کرنش (1/s 1082، 1/s 1092 و 1/s 10102) بر خواص مکانیکی نانوسیم از جمله منحنی تنش- کرنش، تنش تسلیم، تنش در لحظه شکست و میزان ازدیاد طول نانوسیم با قطر و طول به ترتیب 3 و 6 نانومتر به روش دینامیک مولکولی با استفاده از روش اتم جایگزین شده (پتانسیل EAM ) بررسی شده است. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

33 - بررسی اثر عیوب ساختار اتمی بر ضریب انبساط حرارتی نانولوله کربنی زیگزاگ و آرمچیر به روش دینامیک مولکولی
فرشید آقاداودی حسین گلستانیان

خواص مکانیکی و فیزیکی نانولوله‌های کربنی به اندازه و ساختار اتمی وابسته است. تعیین دقیق خواص نانولوله‌های کربنی از جمله ضریب انبساط گرمایی به دلیل محدودیت‌های روش‌های آزمایشگاهی به لحاظ عملی با مشکلاتی توأم است. در این مطالعه از روش دینامیک مولکولی برای بررسی ضریب انبسا أکثر

خواص مکانیکی و فیزیکی نانولوله‌های کربنی به اندازه و ساختار اتمی وابسته است. تعیین دقیق خواص نانولوله‌های کربنی از جمله ضریب انبساط گرمایی به دلیل محدودیت‌های روش‌های آزمایشگاهی به لحاظ عملی با مشکلاتی توأم است. در این مطالعه از روش دینامیک مولکولی برای بررسی ضریب انبساط حرارتی در تعدادی از نمونه‌های نانولوله کربنی که دارای قطر متفاوت و ساختار آرمچیر و زیگزاگ هستند، استفاده شده است. همچنین اثر عیوب ساختار اتمی شامل عیب استون- والس و جای خالی بر ضریب انبساط حرارتی و خواص الاستیک مکانیکی طولی نانولوله کربنی مورد بررسی قرار گرفته است. تابع پتانسیل مورد استفاده در شبیه‌سازی COMPASS بوده است. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که اندازه و نوع ساختار نانولوله کربنی بر مقدار ضریب انبساط حرارتی مؤثر است. ضریب انبساط حرارتی برای نانولوله کربنی (7 و 7) در دمای 800 کلوین برابر با K-1 6.34 محاسبه شده است که تطبیق خوبی با نتایج مطالعات آزمایشگاهی در سایر مطالعات نشان می‌دهد. نتایج حاصل نشان می‌دهد که وجود عیوب ساختار اتمی عیب جای خالی بازسازی نشده، در بیشتر موارد باعث افزایش ضریب انبساط حرارتی شده است که این افزایش در نانولوله کربنی (0 و 7) برابر با 65% بوده است. عیب جای خالی بیشتر از عیب استون- والس در تغییرات ضریب انبساط حرارتی مؤثر است. نتایج نشان می‌دهد خواص الاستیک نیز در نمونه مورد بررسی در اثر وجود عیب جای خالی در راستای طولی به اندازه 22% نسبت به نمونه بدون عیب تضعیف شده است. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

34 - مطالعه اثر وزن مولکولی پلی دی ال-لاکتیک اسید بر پارامترهای حافظه شکلی به کمک شبیه‌سازی دینامیک مولکولی
محمد امینی عباس منتظری

پلیمرهای حافظه دار زیرمجموعه‌ای از مواد هوشمند هستند که می‌توانند شکل اولیه‌شان را بعد از تغییر شکل موقت بازیابی نمایند. این دسته از پلیمرها دارای کاربردهای فراوانی بوده و در سال های اخیر نظر بسیاری از صنایع (به‌خصوص پزشکی) را به خود جلب کرده‌اند. هدف اصلی این مطالعه، ب أکثر

پلیمرهای حافظه دار زیرمجموعه‌ای از مواد هوشمند هستند که می‌توانند شکل اولیه‌شان را بعد از تغییر شکل موقت بازیابی نمایند. این دسته از پلیمرها دارای کاربردهای فراوانی بوده و در سال های اخیر نظر بسیاری از صنایع (به‌خصوص پزشکی) را به خود جلب کرده‌اند. هدف اصلی این مطالعه، بررسی تأثیر وزن مولکولی بر پارامترهای مختلف حافظه شکلی پلیمر می‌باشد. علاوه بر این، مکانیزم های حاکم بر رفتار حافظه‌داری پلیمرها مورد مطالعه قرار می‌گیرد. محاسبه‌ی دمای انتقال شیشه ای و تأثیر این پارامتر بر رفتار حافظه شکلی پلیمر از دیگر اهداف این پژوهش می باشند. در این مطالعه، همه مدل‌ها با نرم‌افزار متریالز استودیو ساخته شده و تمامی شبیه‌سازی‌ها با استفاده از نرم‌افزار لمپس انجام شده است. طبق نتایج حاصل، دمای انتقال شیشه‌ای پلیمر با افزایش درجه پلیمریزاسیون افزایش می‌یابد. ادامه‌ی مطالعات در راستای دستیابی به ریزساختاری بهینه نشان داد که با افزایش وزن مولکولی از g/mol 36000 به g/mol108000، پارامتر تثبیت شکل از 90% به 94% افزایش می‌یابد. برخلاف تثبیت شکل، پارامتر بازیابی شکل روندی نزولی را با افزایش وزن مولکولی دنبال می‌کند. این روند کاهشی، ناشی از افزایش نسبت فاز ثابت به فاز بازگشت‌پذیر با افزایش وزن مولکولی پلیمر است. تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

35 - Study Effect of Deformation Nanochannel Wall Roughness on The Water-Copper Nano-Fluids Poiseuille Flow Behavior
محمد میثم امراللهی پورشیرازی داود طغرایی احمدرضا عظیمیان

In the nanochannel flow behavior with respect to expand their applications in modern systems is of utmost importance. According to the results obtained in this study, the condition of nonslip on the wall of the nanochannel is not acceptable because in the nano dimension أکثر

In the nanochannel flow behavior with respect to expand their applications in modern systems is of utmost importance. According to the results obtained in this study, the condition of nonslip on the wall of the nanochannel is not acceptable because in the nano dimensions, slip depends on different parameters including surface roughness. In this study, keeping the side area roughness, deformation effects on fluid flow behavior is investigated. Modeling software open source LAMMPS with equilibrium molecular dynamics simulations have been carried out. Unlike previous studies, existence fluid in laboratory conditions as water-copper nanofluids used. The results showed that rectangular was the most effective and triangular was least effective roughness on flow behavior, resulting in a rough triangular nanochannel slip occurs with more intensity.Existence roughness on the surface increases the number of oscillations in the fluid layer but amplitude near the wall is smooth to rough increased. Nanoparticles also increase the impact on the flow properties تفاصيل المقالة

حرية الوصول المقاله

36 - Thermodynamic Analysis of Short Single-Stranded DNA (ssDNA) for Advancing DNA-Based Biosensor-biocatalyst Development
Mohammad Reza Bozorgmehr Maryam Ghanbari-Ghanbarlo Ali Morsali

This study aimed to enhance our understanding of short single-stranded DNA (ssDNA) to facilitate the development of novel DNA-based biosensors-biocatalyst. A 10-base ssDNA model was constructed based on the 130-145 codon sequence of the p53 gene, a key tumor suppressor أکثر

This study aimed to enhance our understanding of short single-stranded DNA (ssDNA) to facilitate the development of novel DNA-based biosensors-biocatalyst. A 10-base ssDNA model was constructed based on the 130-145 codon sequence of the p53 gene, a key tumor suppressor gene. By employing molecular dynamics (MD) simulations, we delved into the thermodynamic properties and equilibrium states of the ssDNA system, unveiling crucial insights into its behavior. Various macroscopic observables were investigated during the MD simulations, including temperature, energy distributions, and the root mean square deviation (RMSD) of the ssDNA's nucleic acid backbone. The structural model of the ssDNA was meticulously constructed using the AMBER program, ensuring accuracy and reliability. Subsequently, atomistic MD simulations were conducted in three different ensembles utilizing the Gromacs program. The microcanonical, canonical, and isobaric-isothermal ensembles were employed to compare and contrast the equilibrium characteristics of the ssDNA in aqueous solutions. The choice of ensemble played a decisive role in capturing the dynamic equilibrium and conformational behavior of the ssDNA system. The distribution of energy, encompassing both kinetic and potential energy, provided valuable insights into the establishment of thermodynamic equilibrium. Fluctuations in temperature and total energy underscored the finite nature of the system, while the average kinetic energy confirmed the attainment of physiological temperature. Furthermore, the RMSD analysis shed light on the conformational stability of the ssDNA, with both NVT and NPT ensembles exhibiting stable conformational states under their respective thermodynamic conditions. These findings emphasize the intricate interplay between thermodynamic conditions and the conformational flexibility of ssDNA. تفاصيل المقالة

فهرس المقالات Molecular Dynamics

سند

الروابط

المراكز ذات الصلة

دعامة

الصفحات الرسمية