Фото молекулы — Знания по физике и не только — ЖЖ

Ребята из IBM в Цюрихе получили уникальную фотографию молекулы, на которой видны разные типы связей между атомами (фото из журнала «Science»).

.

Чтобы получить такое фото, задействовали технологии AFM (микроскопия атомарных сил). Суть метода заключается в том, что образец «постукивают» иголкой, на конце которой может быть всего одна молекула. Специальные датчики фиксируют малейшее отклонение иголки. На основе этих данных моделируется компьютерное изображение. 

   Как вы понимаете, малейшие вибрации и колебания атомов сделают картинку размытой и не читаемой. Поэтому были приняты специальные меры, чтобы погасить вибрации внутри и снаружи лаборатории. Чтобы убрать тепловые колебания атомов образца и иголки, технику охладили до -268 градусов по Цельсию. В качестве иголки использовали оксид углерода.

   На фото вы видите фуллерен, молекулу в виде футбольного мяча, состоящую из атомов углерода. Яркие участки соответствуют высокой концентрации электронов. Можно оценить длину электронной связи и увидеть разные типы связей между атомами.
В настоящее время команда ученых изучает пленку графен,толщиной в один атом углерода. Особенно их волнуют дефекты пленки, которые позволят изменять ее свойства, как когда-то было с полупроводниками.

На фото вы видите пленку графена, открытый в 2004 году  группой Гейма-Новоселова, толщиной всего 0,1 нм.

  Возможность контролировать и менять свойства таких пленок, приведет к возникновению «думающих» чувствительных поверхностей. Стельки в ваших кроссовках или туфлях, смогут заметить, бежите вы или идете, устали или бодры и в зависимости от этого менять жесткость (форму) подошвы. Стены в квартире будут «знать», где вы находитесь и начнут менять свою светимость. Одежда станет контролировать температуру снаружи и внутри и сможет нагревать или охлаждать ваше тело. Мир станет другим и мы вместе с ним…

Картинки молекул: Наблюдаем отдельные молекулы

«ПМ» продолжает серию публикаций о новых технологиях, которые обязательно изменят мир. Часть VI

Умар Махмуд

При главном Массачусетском госпитале есть Центр изучения методов молекулярной визуализации. Это суматошное заведение, примостившееся рядом со старыми военно-морскими верфями. Там Умар Махмуд при помощи цифровой камеры заглядывает сквозь шкуру живой мыши и видит растущую опухоль. При помощи флюоресцирующих веществ, маркеров, и калиброванных фильтров радиолог на самом деле видит влияние рака на молекулярном уровне: разрушительные энзимы, выделяемые опухолью, появляются на экране компьютера Махмуда в виде мазков красного, желтого и зеленого. В будущем, по словам исследователя, такие системы помогут диагностировать заболевания у людей в самой ранней стадии и помогут создать более эффективные методы терапии. Молекулярная визуализация — это не один метод, а общее название целой группы методик. Они позволяют ученым наблюдать за генами, протеинами и другими молекулами внутри человеческого тела. Это направление получило бурное развитие благодаря успехам в клеточной биологии, изучении биохимических агентов и компьютерном анализе. Группы ученых по всему миру совместно исследуют методики магнитной, ядерной и оптической визуализации молекул и их взаимодействий, лежащих в основе биологических процессов. В отличие от рентгена, ультразвука и других «обычных» методов, дающих врачам только самые общие анатомические сведения (скажем, размер опухоли), новые методы помогут находить причины, лежащие в основе болезни. Например, появление необычного протеина в скоплении клеток может означать начало рака. Махмуд помогает технологии выйти в производство, то есть попасть на столы лечащих врачей.

Но найти отдельную молекулу в среде клеточной активности не так просто. Когда исследователи вводят маркер, который привязывается к молекуле, они сталкиваются с проблемой — как отличить связанный маркер от несвязанных. Махмуд, совместно с химиками, разработал «умные маркеры», которые изменяют яркость свечения или магнитные свойства, когда встречаются со своей мишенью. Директор Центра методов молекулярной визуализации в Университете имени Вашингтона в Сент-Луисе Дэвид Пивинца-Вормс считает, что это очень важное достижение. Этот метод, объясняет он, «позволяет видеть выбранные протеины и энзимы, что недоступно стандартным отслеживающим методикам». В ходе революционных экспериментов группа Махмуда лечила мышей, больных раком, при помощи лекарства, которое было призвано заблокировать выработку энзима, способствующего росту опухоли. Затем исследователи ввели флуоресцирующие вещества — маркеры, призванные показать присутствие этого энзима. На оптическом сканере обработанные опухоли демонстрировали куда меньшее свечение, чем необработанные. Таким образом был продемонстрирован потенциал работы в реальном времени. При обычных исследованиях приходится ждать месяцами, ожидая, уменьшится ли размер опухоли. По словам директора Программы молекулярной визуализации при Национальном институте рака США Джона Хофмана, главная цель — выбрать оптимальный курс лечения пациента и затем регулярно проверять, скажем, воздействует ли препарат на конкретный рецептор. К тому же, технология может применяться для обнаружения раковых «сигналов», которые предшествуют анатомическим изменениям иногда на месяцы и годы. Таким образом можно избежать хирургического вмешательства, в результате которого хирурги берут пробы тканей для проведения диагностики. Махмуд утверждает, что подобную практику можно будет значительно сократить в пользу визуализирующих методов. В его лаборатории идут клинические испытания методики магнитного резонанса для определения роста кровеносных сосудов, что обычно является ранним признаком развития опухоли и других изменений в организме. Клинические испытания более сложных технологий, таких как упомянутые выше методы визуализации при исследовании рака у мышей, еще впереди, они планируются через пару лет. Перспективы таковы: в течение десяти лет методы молекулярной визуализации могут занять место современных мамограмм, биопсий и других диагностических процедур. «И хотя эта технология не заменит обычные методы полностью, — говорит Махмуд, — она окажет, тем не менее, глубочайшее влияние как на медицинские исследование, так и на лечение пациентов». В самом деле, по мере того как результаты работы Умара Махмуда по соседству с верфью становятся все более ясными, новая важная отрасль биотехнологии поднимает паруса.

MIT Technology Review (c)2003

Обои на которых есть «молекула» для Android, iPhone и компьютера.

Обои на которых есть «молекула» для Android, iPhone и компьютера.

Обои на которых есть молекула

молекулы блики связи

2134 x 1200, 142 кБ

во весь экрансохранитьмолекула днк цепочка природа

1920 x 1200, 300 кБ

во весь экрансохранитьмолекула атом наука синий

1920 x 1440, 450 кБ

во весь экрансохранитьмолекула пончики 3d

1920 x 1080, 110 кБ

во весь экрансохранитьмолекулы структура сетка микроскоп

1920 x 1200, 438 кБ

во весь экрансохранитьвода капли макрос молекула h3o формула химия макро молекулы рисунок узор буквы

1920 x 1440, 1234 кБ

во весь экрансохранитьабстракция атом клетка молекула строение фон

1920 x 1280, 378 кБ

во весь экрансохранитьгликоальдегид 3d модель молекула

2134 x 1200, 243 кБ

во весь экрансохранитьабстракция шар молекула массажер стекло отражение цвет

1920 x 1200, 391 кБ

во весь экрансохранитьфон капсула молекулы днк цепочка

1920 x 1200, 113 кБ

во весь экрансохранитьабстракция схема спираль молекулы блики

1920 x 1440, 426 кБ

во весь экрансохранитьднк молекула модель синие

2133 x 1200, 198 кБ

во весь экрансохранить

Ещё картинки

открыть корзинуочистить корзину

Первые в мире изображения атомных связей молекул до и после реакции

До сих пор ученые могли только предполагать наличие молекулярных структур. Сегодня же с помощью атомно-силовой микроскопии, отдельные атомные связи (каждая несколько десятков миллионных долей миллиметра длиной), соединяющие молекулу (26 атомов углерода и 14 атомов водорода), можно увидеть довольно четко.

Первоначально, команда хотела работать со структурами из графена, однослойного материала, в котором атомы углерода расположены в виде шестиугольников. Формируя соты углерода, атомы перестраиваются из линейной цепи в шестигранники; эта реакция может давать несколько различных молекул.

Феликс Фишер, химик Калифорнийского университет в Беркли, и его коллеги хотели визуализировать молекулы, чтобы убедиться, что все сделали правильно.

Кольчатая, углеродсодержащая молекула, показанная до и после реорганизации с двумя наиболее распространенными продуктами реакции, проходившей при температуре выше 90 градусов Цельсия. Размер: 3 ангстрема или трех-десяти миллиардная доля метра в поперечнике.

Чтобы задокументировать рецепт графена, Фишеру было необходимо мощное устройство обработки изображений, и он обратился к атомно-силовому микроскопу, который был у Майкла Кромми из лаборатории Калифорнийского университета.

Бесконтактная атомно-силовая микроскопия (NC-AFM) использует очень тонкий и чувствительный датчик, чтобы почувствовать электрическую силу, создаваемую молекулами. Кончик перемещается вблизи поверхности молекулы, испытывая отклонения разными зарядами, создавая образ того, как перемещаются атомы.

Одноатомный кончик бесконтактного атомно-силового микроскопа «прощупывает» поверхность с помощью острой иглы. Игла движется по поверхности исследуемого объекта подобно тому, как игла фонографа проходит по желобкам пластинки. Кроме атомов, возможно «прощупывать» и атомные связи

Так команде удалось не только визуализировать атомы углерода, но и связи между ними, созданные общими электронами. Они поместили кольчатые структуры углерода на серебренную пластину и нагрели ее, чтобы реорганизовать молекулу. Охлажденные продукты реакции, содержали три неожиданных продукта и только одну молекулу, ожидаемую учеными.

MolView

Меню Модель содержит некоторые общие функции для 3D-модели.

Сброс

Эта функция устанавливает положение модели, масштабирование и поворот обратно на значения по умолчанию.

Представительство

Вы можете выбрать из списка различных представлений молекул, включая; мяч и палка, палка, сферы Ван-дер-Ваальса, каркас и линии. Макромолекулы автоматически рисуются с помощью лент.

Фон

Вы можете переключаться между черным, серым или белым фоном.Фон по умолчанию черный (изображения, экспортированные из GLmol или ChemDoodle, имеют прозрачный фон)

Двигатели

Вы можете выбрать один из трех различных движков рендеринга: GLmol , Jmol и ChemDoodle . GLmol используется как движок рендеринга по умолчанию. GLmol и ChemDoodle основаны на WebGL, браузерной технологии для поддержки трехмерной графики. Если WebGL недоступен в вашем браузере, Jmol будет использоваться для всей визуализации.

MolView автоматически переключается на:

1. Jmol , если вы выполняете функции из меню Jmol
2. GLmol при загрузке макромолекул (из-за значительно более высокой производительности)
3. ChemDoodle , если вы загружаете кристаллическую структуру (GLmol не может отображать кристаллические структуры)

Возможно, вы захотите вернуться к GLmol, когда вам больше не нужны Jmol или ChemDoodle, поскольку GLmol имеет лучшую производительность.

Обратите внимание, что макромолекулы в каждом двигателе рисуются немного по-разному. ChemDoodle обеспечивает наилучшее отображение. Однако вам следует избегать использования ChemDoodle для очень больших макромолекул.

Трансформация модели

Вы можете вращать, панорамировать и масштабировать 3D-модель. Используйте правую кнопку для поворота, среднюю кнопку для перевода (кроме ChemDoodle) и колесо прокрутки для масштабирования. На сенсорных устройствах вы можете вращать модель одним пальцем и масштабировать модель двумя пальцами.

Кристаллография

Вы можете загрузить массив кристаллических ячеек (2x2x2 или 1x3x3) или одну элементарную ячейку при просмотре кристаллических структур.

Туман и срезание

Когда вы просматриваете большие структуры, такие как белки, может быть полезно скрыть определенную часть с помощью тумана или плоскости отсечения. GLmol предлагает несколько вариантов для этого.

1. Fog: вы можете переместить туман вперед, перетащив мышь вверх , удерживая CTRL + SHIFT (перетащите в противоположном направлении, чтобы переместить туман назад)
2. Плоскость отсечения: , вы можете переместить фронтальную плоскость отсечения в структуру, перетащив мышь на влево , удерживая CTRL + SHIFT (перетащите в противоположном направлении, чтобы переместить плоскость отсечения назад)

.

Рисование молекул — Авогадро

Молекулы строятся и редактируются с помощью инструмента рисования.

Щелчок левой кнопкой мыши по черному дисплею позволит вам начать свое путешествие в создание молекул. Щелчок левой кнопкой мыши генерирует атом углерода. Щелчок правой кнопкой мыши удалит атом.

Щелчок левой кнопкой мыши по первому атому и перетаскивание мышки создаст связь с другим атомом углерода.

Avogadro использует углерод в качестве элемента по умолчанию.Другой элемент можно выбрать в раскрывающемся меню «Элемент». Ввод атомарного символа (например, «A-s» для мышьяка) — это ярлык для изменения выбранного элемента.

Допустим, вы хотели создать воду. Вы можете ввести «O» или выбрать «Oxygen (8)» из выпадающего меню, а затем щелкнуть по черному дисплею.

Щелчок левой кнопкой мыши по уже созданному атому также изменяет элемент. В этом случае щелчок по первому атому углерода превращал его в атом кислорода.

Если отмечено поле «Adjust Hydrogens», атомы водорода в молекуле будут автоматически отрегулированы для удовлетворения валентности (как показано выше).

Порядок облигаций

можно изменить с помощью раскрывающегося меню «Порядок облигаций» или путем ввода цифр «1», «2» или «3». Облигации добавляются щелчком левой кнопки мыши по уже созданной облигации. Щелчок правой кнопкой мыши по связи удаляет связь и атом, с которым она связана.

Создание двуокиси углерода:

Начните рисовать структуру «O-C-O».После того, как структура нарисована, все, что вам нужно сделать, это щелкнуть левой кнопкой мыши по связям. Щелчок левой кнопкой мыши по связям создаст двойную связь (как показано ниже).

Создав молекулу, вы можете оптимизировать ее геометрию с помощью меню расширений. Выбор меню «Расширения» и нажатие «Оптимизировать геометрию» предоставит вашей молекуле правильные длины связей и углы.

Теперь вы знаете основы рисования молекулы в Avogadro!

.

Рисование молекул | danielyeow.com

Когда вы были маленьким, вы наверняка встречали в детских книгах быстрые пошаговые инструкции по рисованию. Вероятно, это были панды и слоны, а для любителей приключений — утконосы. Однако по мере того, как вы становились старше и ваше образование расширялось, включая пошаговые введения в такие вещи, как дифференциальная геометрия, руководства к графическим изображениям важных для вас вещей, казалось, просто исчезали.

Действительно, большая ошибка большинства систем образования заключается в том, что по мере взросления учащихся художественным навыкам не обучают так строго, как так называемым академическим навыкам. Более того, общество имеет тенденцию помещать людей в категорию ученых или артистов, что подразумевает, что и то и другое каким-то образом исключает друг друга. Конечно, часто слишком поздно, люди понимают, что для того, чтобы быть очень успешным ученым, нужно творчество, которое не поощряется явно, пока студенты не будут почти готовы приступить к исследованиям.Мои взгляды на недостатки современных образовательных систем, возможно, лучше всего оставить в другом посте, а пока я представляю практическое руководство по рисованию молекул.

Молекулы — прекрасные вещи. Вы возьмете эти маленькие штуки, называемые «атомами», которые обычно состоят из протонов, нейтронов и электронов. Число протонов определяет, к какому химическому элементу относится атом, а также имеет тенденцию определять количество электронов, вращающихся вокруг ядра. По причинам, выходящим далеко за рамки данной статьи, эти электроны расположены в «оболочках» вокруг ядра, и эти оболочки имеют тенденцию «предпочитать» определенное количество электронов в них.Это желание завершить оболочки заставляет различные атомы объединяться и делить электроны так называемыми «ковалентными связями» (я призываю любопытного читателя читать дальше). Так мы получаем молекулы.

Я нарисовал свои схемы, чтобы помочь подруге, которая защищает докторскую диссертацию по химии. Не будучи обученной использованию графического программного обеспечения, большинство ее диаграмм состояло из грубо отсканированных рисунков, заимствованных из других документов, а также случайных рисунков, сделанных с помощью Microsoft Power Point * shudder *.Очевидно, что если Power Point может дать полезный результат, тогда это нормально, но на мой взгляд, это похоже на вычисление площади круга с использованием 3,1 вместо .

Впервые я узнал, как использовать графическое программное обеспечение, когда учился в старшей школе, когда я хотел стать графическим или промышленным дизайнером. В конце концов я переключился на математику, потому что думал, что это красивее, и думал, что никогда больше не буду использовать эти навыки. Однако они стали мне очень полезными, когда я пришел писать диплом с отличием и мне понадобились некоторые математические диаграммы.

Программное обеспечение

Graphics, как правило, довольно просто в использовании, хотя большинство пакетов настолько функционально, что они могут показаться ошеломляющими, и может пройти некоторое время, прежде чем вы сможете использовать их с какой-либо «беглостью». Для научных диаграмм мне нравится использовать Adobe Illustrator. Illustrator является примером «редактора векторной графики», что означает, что, в отличие от «редактора растровой графики», изображения не сохраняются как набор пикселей с определенными значениями, присвоенными каждому, а вместо этого представляют собой набор инструкций.Когда вы рисуете круг в фотошопе, изображение представляет собой набор точек со значениями положения и значениями цвета / яркости. Когда вы рисуете круг в иллюстраторе, он сохраняется как координата центра, радиуса, цвета границы и цвета заливки.

Растровые редакторы идеально подходят для таких вещей, как фотографии, но для технических чертежей предпочтительнее векторные редакторы. Это связано с тем, что изображения можно масштабировать до бесконечности, а сложные диаграммы сводятся к набору простых в использовании инструкций, а не к сложной для разделения группе пикселей.

Давайте нарисуем круг и заполним его градиентной заливкой. Я сделал градиент от белого к красному и сделал его радиальным, чтобы создать иллюзию трехмерного шара. Это наш первый атом.

Возьми кислород (надо, иначе задохнешься, хар… хар…). Его атомный номер 8, поэтому он имеет 8 протонов и 8 электронов (у него может быть любое количество нейтронов, но обычно их 8). Он имеет s-оболочку и p-оболочку. В s-оболочке два электрона, и она заполнена, а в p-оболочке их шесть, что на два меньше ее оптимального количества.Атом кислорода встречает другой атом кислорода и обнаруживает, что если они оба имеют два общих электрона, то они могут заполнить p-оболочку друг друга. Поскольку они имеют два общих электрона, эта связь называется «двойной связью». Наш рисунок начинаем с выкладывания схемы строения:

Достаточно просто. Теперь возьмем два красных шара, как тот, что выше, и отрежем немного сбоку от одного, вот так:

Затем все, что вам нужно сделать, это повернуть атом кислорода справа на 135 градусов по часовой стрелке, а затем сложить их вместе, чтобы получить наше аккуратное маленькое представление .

Если мы хотим быть действительно сложными, мы можем немного изменить эту диаграмму, чтобы сделать ее еще более «реалистичной». В программах векторного рисования линии обычно называются «контурами» и определяются точками. Когда линии проходят через эти точки, они могут резко менять направление, что приводит к эффекту зигзага, или может плавно проходить через линии. Их комбинация используется для достижения нужного эффекта. Итак, давайте возьмем наш разрезанный атом кислорода и добавим точку на пути в середине прямой линии.Затем мы делаем эту точку одной из тех «гладких» (технически говоря, это узлы на сплайне). Две точки на обоих концах этой линии остаются негладкими, и мы получаем:

Возможно, трудно понять, насколько полезны все эти хлопоты, пока не увидишь конечный результат. Изменение кривизны выреза может изменить видимый угол обзора молекул. Другие маленькие уловки, такие как уменьшение размера атома в паре, наиболее удаленной от наблюдателя, также добавляют трехмерности этих иллюстраций.

Конечно, за определенной точкой кривизна поверхности ближайшего атома пары закрывает изогнутую поверхность точки, в которой они соединяются (как в примере справа). В этом случае можно просто поместить один кружок поверх другого с небольшим смещением.

Давай попробуем что-нибудь посложнее. Как насчет выпивки? Схема молекулы этанола следующая:

Теперь любой, кто хоть немного изучал химию в средней школе, знает, что атомный номер водорода равен 1, а номер углерода — 6.Кислорода 8. Визуализируя это, мы должны помнить, что атомы будут разных размеров. К счастью, другие компании позаботились об измерении атомных диаметров, поэтому нам это не нужно, и в Интернете доступно множество справочных таблиц. Вот тот, который я скопировал с Википедии:

Итак, как мы видим, кислород немного меньше углерода, а водород намного меньше любого из двух. Далее мы должны рассмотреть геометрию молекул. На самом деле это может быть довольно сложно, потому что форма разных s, p, d и т. Д.ракушки отличаются необычным образом. К счастью, для первых нескольких элементов периодической таблицы уже многое известно о том, как они образуют связи. Углерод (который хочет образовать четыре связи) любит образовывать их тетраэдрическим способом, в то время как кислород, кажется, формирует свои связи под углом 109 градусов. Учитывая все это, получаем:

Итак, это относительно простые молекулы. Когда мы рисуем более сложные молекулы, нам часто приходится действовать медленно и поэтапно, иначе мы запутаемся (по крайней мере, я).Давайте попробуем ПАВ. В этом примере я просто буду использовать фторированное соединение . Сначала я начну с грубого наброска того, как это будет выглядеть:

Это всего лишь одна длинная цепочка из атомов углерода, в которой один конец связан в основном с водородом, а другой — с фтором. Итак, мы начинаем с простого рисования длинной цепочки атомов углерода. Однако одну половину я нарисовал несколько необычным способом. Причина, по которой я сделал это, заключается в том, что я случайно знаю, что длинные цепи имеют тенденцию скручивать углеродную цепочку, потому что они настолько «полны».Однако водороды не представляют проблемы, поэтому цепочка для этого участка очень правильная.

Следующий шаг — надеть атомы водорода. Это относительно просто. (шесть атомов углерода не видны)

Теперь, из-за скрученной природы фторированной части цепи, размещение атомов фтора — это больше, чем просто нарисовать ее один раз, а затем скопировать 25 раз. Угол обзора этих атомов меняется с каждой последующей парой.Вместо этого я начинаю с «палитры» различных атомов (которые немного похожи на фазы луны).

Наконец то наклеиваю. Я смотрю, где они находятся, и затем выбираю наиболее подходящий атом фтора. Иногда вношу небольшие поправки. Когда я закончу, это будет выглядеть примерно так:

, где, надеюсь, немного легче увидеть скручивание, о котором я говорил ранее. Внимательный читатель заметит, что, просто взглянув на диаграмму, кажется, что нет реальной причины, по которой фторсодержащая секция не могла быть прямой и правильной, как углеродная.Однако это нечто большее, чем то, что представлено на диаграмме, и мы должны помнить, что это просто представление, помогающее нам визуализировать происходящее (в случае с этим поверхностно-активным веществом у нас есть гидрофобный «хвостовой» участок — долото со всеми фторами и гидрофильная «головка». Многие поверхностно-активные вещества также имеют ОН-группу на головке, которая даже более гидрофильна, поскольку образует водородные связи с молекулами воды).

Молекулы, конечно, намного сложнее.Существуют гораздо более крупные молекулы, например кристаллы, которые часто представляют собой одну гигантскую молекулу. Однако их нетрудно нарисовать из-за их очень регулярного, повторяющегося характера. На вершине рейтинга сложности, конечно же, находится ДНК, так что в завершение…

, так что мы начинаем нашу маленькую диаграмму

Итак … у нас есть эти фосфатно-сахарные биты по бокам, которые действуют как железнодорожные пути. В середине у вас есть пары оснований: гуанин (G), цитозин (C), аденин (A), тимин (T), в которых содержится наша генетическая информация.Итак, вы берете указанное выше и размещаете его в виде лестницы:

Затем скручиваем в форму. Поскольку мне не нужно рисовать такую ​​чрезвычайно сложную молекулу (или даже небольшую ее часть), я представляю пример, который я скопировал с поиска изображений в Google.

… и он тиражируется.

.

Лучшее программное обеспечение для молекулярного моделирования в химии в 2020 году

Автор: Марианна Папагеоргиу, 13 декабря 2017 г. |

Программа для 3D-моделирования

— это мощные инструменты, которые помогают многим профессионалам создавать сложные 3D-графики и визуализировать свою работу. В области химии существует различное программное обеспечение для молекулярного моделирования и визуализации, но какое из них лучше выбрать? Некоторое программное обеспечение для химии лучше с точки зрения для рисования химических реакций , некоторые другие находят лучшие применения в модели для моделирования структур белков , а также существует программное обеспечение для молекулярного моделирования и визуализации .В этом сообщении блога мы составили компиляцию лучшего программного обеспечения для молекулярного моделирования в области химии, которое вы можете найти на рынке, упомянув их потенциал и ключевые особенности. Давайте пройдемся по ним один за другим!

Программное обеспечение для молекулярного моделирования №1: ChemDoodle

ChemDoodle — это программа для рисования химических элементов, которая содержит множество функций для работы с химической графикой. Это программное обеспечение для молекулярного моделирования в химии — одно из лучших, которые вы можете найти на рынке.Он имеет очень удобный пользовательский интерфейс (пользовательский интерфейс), который может использоваться школьниками и инженерами-химиками. Он может создавать химические 3D-структуры с высококачественной 3D-графикой, а также быстро строить схемы реакций и управлять ими в реальном времени.

ChemDoodle поставляется с некоторыми программными инструментами, называемыми «Виджетами». Это мини-приложения, которые выполняют различные задачи, чтобы способствовать созданию молекулярной графики. Такими задачами могут быть расчет молекулярных масс, проведение элементного анализа, поиск баз данных по химическим структурам и т. Д.. Кроме того, ChemDoodle включает платформу визуализации ChemDoodle 3D, которая превращает двумерные химические структуры в индивидуальные трехмерные модели.

Программное обеспечение совместимо с Windows, Mac OS X и Linux. Он также доступен на смартфоне, что позволяет переносить ваши 3D-проекты с настольного компьютера на мобильный.

Программное обеспечение для молекулярного моделирования №2: Hypercube

Hypercube — это программа для молекулярного моделирования, которую используют многие химики из-за ее функциональности и удобного пользовательского интерфейса (пользовательского интерфейса).Основной пакет этого программного обеспечения для молекулярного дизайна — «HyperChem». Программное обеспечение «HyperChem» поддерживает множество функций, связанных с химическим 3D-дизайном, таких как моделирование белков, молекулярное моделирование, молекулярная визуализация, расчеты химических структур и другие операции, связанные с биоинформатикой.
Hypercube предлагает различные другие специализированные программы для молекулярного моделирования, в зависимости от вашей области деятельности в области химии. Одна из них — программа «HyperProtein», которая занимается моделированием белков.Помимо основных функций, связанных с моделированием и симуляцией, которые может предоставить программное обеспечение HyperChem, оно включает в себя некоторое программное обеспечение, связанное с выравниванием последовательностей и созданием филогенетического дерева для семейств белков.

Программное обеспечение для молекулярного моделирования №3: Avogadro

Еще одно программное обеспечение для молекулярного моделирования в химии, которое может оказаться простым в использовании, — это Avogadro.

Avogadro — это программа, которая поддерживает импорт химических файлов и создает несколько пакетов вычислительной химии.Он используется во многих областях научной деятельности, таких как вычислительная химия, биоинформатика молекулярного моделирования и материаловедение, от студентов до опытных химиков. Одним из ключевых преимуществ этого программного обеспечения является то, что оно предлагает гибкий высококачественный рендеринг и расширенные функции для редактирования молекул.

Программное обеспечение для молекулярного моделирования №4: ChemAxon

ChemAxon — это набор инструментов для представления химической структуры, который может оказаться очень полезным, если вы инженер-химик или даже студент-химик.Программное обеспечение имеет две основные функции, которые находятся в двух отдельных приложениях. Первая из этих функций называется «Стандартизатор» и помогает преобразовать химические структуры в индивидуальные трехмерные молекулярные представления. Помимо множества предопределенных действий, которые предоставляет приложение, пользователь может реализовать некоторые свои собственные. Другая ключевая функция этого программного обеспечения для проектирования по химии называется «Проверка структуры». Это приложение предлагает вам возможность редактировать и изменять любые проблемы, которые могут возникнуть со структурой молекулярного рисунка.Он ищет в молекулах структурные проблемы, и как только ошибка обнаруживается, программа автоматически предлагает решение в реальном времени. «Structure Checker» — очень полезный инструмент, который оценит любой пользователь химического рисования, поскольку он обнаруживает ошибки и некорректные особенности, особенно когда новая молекула добавляется в область рисования.

«Стандартизатор» — www.chemaxon.com

Функция «Проверка структуры» —
www.chemaxon.com

Программное обеспечение для молекулярного моделирования №5: BIOVIA Draw

BIOVIA Draw — это программа для рисования молекул, предназначенная в основном для химиков и опытных специалистов химической промышленности.Он предлагает ученым полный набор инструментов для рисования и изменения сложных молекул, химических реакций и биологических последовательностей. Его интерфейс прост в освоении и предлагает возможность просмотра, обмена и архивирования научной информации.

Бесплатное программное обеспечение для молекулярного моделирования в химии

Программное обеспечение для молекулярного моделирования №6: MolView

MolView — это программное обеспечение для моделирования химии с совершенно другим интерфейсом, чем другие пакеты, упомянутые выше.Его главное отличие состоит в том, что это бесплатное онлайн-приложение. Это очень простая программа, даже если у вас нет опыта работы с программным обеспечением для 3D-моделирования.

Это веб-приложение с открытым исходным кодом может использоваться как в качестве молекулярного редактора, так и в качестве средства просмотра 3D-моделей. Как пользователь, вам разрешено загружать молекулы из больших баз данных, таких как PubChem, RCSB Protein Data Bank и Открытая база данных кристаллографии.

С MolView, помимо создания структурных формул, вы также можете использовать его для отображения белков, моделирования и моделирования сборки белков и представления цепочек.И последнее, но не менее важное: вы также можете экспортировать различные типы данных в формате PNG (как снимок из интерактивного спектра) или в формате файла JCAMP (файл JCAMP-DX текущего спектра).

Программное обеспечение для молекулярного моделирования № 7: ACD / ChemSketch

ACD / ChemSketch — это пакет для рисования химических веществ, который вы можете либо скачать бесплатно, либо приобрести, если собираетесь использовать его в коммерческих целях. Но имейте в виду, что бесплатная версия ChemSketch не включает все функции коммерческой версии.Тем не менее, это довольно законченное программное обеспечение, которое может использоваться в образовательных целях как старшеклассниками, так и студентами-химиками.

С помощью этого программного обеспечения вы можете рисовать органические химические структуры, структуры металлоорганических соединений, полимеры и структуры Маркуша. Как пользователь, вам также предоставляется возможность расчета молекулярных свойств, таких как молекулярная масса, плотность, молярная рефракция и т. Д. Также можно предварительно просмотреть свой 2D-дизайн молекулы в 3D, чтобы лучше визуализировать спроектированную структуру.

Если вы хотите познакомиться с программным обеспечением для молекулярного моделирования в химии, вы обязательно найдете то, что вам больше всего подходит. От программного обеспечения, связанного с 3D-моделированием и моделированием химических структур, до пакетов для моделирования, рынок может предложить вам множество вариантов.

Кроме того, если вам нравится читать о химии, мы предлагаем вам прочитать этот пост в блоге о 3D-печати для химической промышленности.

Надеемся, этот сборник программ по химии окажется для вас полезным.Если вы хотите всегда получать самые свежие новости о последних пакетах моделирования и программных инструментах, подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать последние новости, связанные с технологиями.

Кредиты на фото: molview.org

.