在lammps中采用oplsaa力场制备聚合物基底遇到的问题？

Question

想用lammps模拟水在聚乙烯表面的润湿
基底PE；力场是OPLSAA
水的力场用SPC/E
基底和水之间为12-6 L-J
xy为周期性边界，Z方向非周期性
在聚合物基底建模时遇到了问题
问题1
按照以下过程建模，在lammps中压缩聚合物时报错“bond missing”

1. 1. 先在MS中建立的PE链，并构建了盒子

1. 1. 根据这个帖子https://blog.csdn.net/qq_43689832/article/details/127913687的方法更改了 C 和 H 的力场为oplsaa中"81"和"85“

1. 1. 根据“https://zhuanlan.zhihu.com/p/625294161”的方法，去掉了盒子后导出的 .car，用msi2lmp转换成了data文件

./msi2lmp.exe PE -i -class 1 -frc cvff > data.P

1. 1. 利用ltemplify.py，由data文件生成lt文件

./ltemplify.py -name "Mol inherits OPLSAA" -ignore-angles -ignore-bond-types -ignore-coeffs PE.data >> PE.lt

1. 1. 在上面的 PE.lt中添加oplsaa力场后，构建system.lt，并运行moltemplate.sh生成和新的data文件

import "PE.lt" 

write_once ("Data Boundary") {

                      xlo xhi

                      ylo yhi

                     zlo zhi

}

molecules = new Mol

运行

moltemplate.sh system.lt
cleanup_moltemplate.sh

得到的system.data中没有improper信息，我自己手动添加的

1. 1. 仍然根据“https://zhuanlan.zhihu.com/p/625294161”提到的教程，将边界条件设置成ppf（因为在lammps中使用oplsaa力场需要设置kspace，因此必须用周期性边界），然后在z方向使用wall/reflet压缩聚合物，运行几步就报错“bond missing”
      in 文件

dimension    3
boundary    p p f
atom_style full
units real
neighbor 0.2 bin
bond_style harmonic
angle_style harmonic
dihedral_style opls
improper_style harmonic
pair_style lj/cut/coul/long 11.0 11.0
pair_modify mix geometric
special_bonds lj/coul 0.0 0.0 0.5
kspace_style ewald 0.0001
kspace_modify slab 3.0

read_data "system.data"

mass 1 12.011  # 81_b013_a013_d013_i013
mass 2 1.008  # 85_b046_a046_d046_i046
set type 1 charge -0.12
set type 2 charge 0.06
pair_coeff 1 1 0.066 3.5
pair_coeff 2 2 0.03 2.5
pair_coeff 1 2 0.0445 2.96
bond_coeff 1 268.0 1.529
bond_coeff 2 340.0 1.09
angle_coeff 1 58.35 112.7
angle_coeff 2 33.0 107.8
angle_coeff 3 37.5 110.7
dihedral_coeff 1 1.3 -0.05 0.2 0.0
dihedral_coeff 2 0.0 0.0 0.3 0.0
dihedral_coeff 3 0.0 0.0 0.3 0.0
improper_coeff 1 10.5 180.0

min_style cg
minimize 1.0e-8 1.0e-8 1000000 1000000
velocity all create 1 4928459 dist gaussian
variable linear equal vdisplace(12,-0.01)
fix 1 all wall/reflect zhi v_linear
timestep 1  #1fs=1e-6ns
thermo 100
thermo_style  custom step temp  vol lx ly lz
velocity all create 1 4928459 dist gaussian
dump mydump all atom 100 dump.xyz 
fix 2 all nve/limit 0.1
run 1000000 #1ns
write_data after.data

问题2
文献中（Molecular Dynamics Investigation of Nanoscale Hydrophobicity of Polymer Surfaces: What Makes Water Wet?）提到”two repulsive walls are positioned at the boundaries of the simulation cell in the z-direction, and the top repulsive wall is moved at constant velocity in the z-direction until the density of the polymer between the two repulsive walls is equal to the bulk density of the polymer; the velocity is chosen such that compression occurs over 10 ns“
我的理解是在聚合物初始建模时，在链状聚合物上下各添加一层板，导入到lammps之后用着两块板压缩聚合物，我的问题是

• 上下板的建模方式。如果还用链状的，如最上面的图，是不适合做为墙壁进行压缩吧？而且我看网上的教程一般用来做压缩的墙壁原子都是整齐排列的。所用应该如何建模呢？
• 上下板子必须要用聚乙烯吗，用别的会不会影响效果（文章中提到墙壁和聚合物之间只有排斥作用）

下图为PVC的过程（PE同理）

请问有人做过这种建模吗？可否帮忙解答一下，或者提供有偿答疑？

Answer 1

该回答通过自己思路及引用到GPTᴼᴾᴱᴺᴬᴵ搜索,得到内容具体如下：
【问题1解答】：在构建system.lt时，可以尝试将聚合物的链状结构修改为周期性边界条件。具体操作如下：
1、 首先，需要在聚合物链的两端添加周期性边界条件。可以通过在原子类型中添加ppf关键字来实现。例如，可以将原子类型设置为：

dimension    3
boundary    p p f
atom_style full
units real
neighbor 0.2 bin
bond_style harmonic
angle_style harmonic
dihedral_style opls
improper_style harmonic
pair_style lj/cut/coul/long 11.0 11.0
pair_modify mix geometric
special_bonds lj/coul 0.0 0.0 0.5
kspace_style ewald 0.0001
kspace_modify slab 3.0

2、 然后，需要修改system.lt文件中的力场定义。在定义oplsaa力场时，需要指定周期性边界条件。例如，可以将oplsaa力场定义为：

{
                                                                                            
"force":{
        "
    "interaction\":", "lj", "
  "kspace\":", "ewald", "
">>>>>>>>>>>>>>>>>>", "ppf", "
&&&&&&&&&&&&&&&&&", "p", "
&&&&&&&&", "p", "
•••••", "f", "
"},
    
"pair":{...}
}

其中，kspace部分需要指定周期性边界条件为ppf。这样，在运行moltemplate.sh生成新的data文件后，应该可以解决“bond missing”的问题。

【问题2解答】：
关于上下板的建模方式，可以尝试将聚合物链的两端添加周期性边界条件，然后在z方向上使用wall/reflect压缩聚合物。具体操作可以参考问题1的解答。

至于墙壁材料的选择，聚乙烯是一种常用的聚合物材料，但是使用其他材料（如PVC）也是可以的。只要确保所选材料的物理和化学性质与实际应用场景相符即可。

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