Descubrimiento de estructuras de cristales y clusters mediante algoritmos genéticos

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Esta tesis está dedicada a predecir estructuras de cristales orgánicos. En la misma se presenta una nueva aplicación capaz de generar las mejores estructuras cristalinas asociadas a una dada molécula flexible, para un número arbitrario de moléculas en la celda asimétrica y para cualquier grupo espac...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor principal: Bazterra, Víctor E.
Otros Autores: Ferraro, Marta Beatriz
Formato: Tesis doctoral publishedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2006
Materias:
PREDICCION DE ESTRUCTURAS CRISTALINAS
ALGORITMOS GENETICOS PARALELOS
POTENCIALES EMPIRICOS
BUSQUEDA COMPARATIVA DE CRISTALES
CRYSTAL STRUCTURE PREDICTION
PARALLEL GENETIC ALGORITHMS
FORCE FIELDS
CRYSTAL SIMILARITY SEARCH
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3989_Bazterra
Aporte de:
Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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spelling tesis:tesis_n3989_Bazterra2025-03-31T21:23:17Z Descubrimiento de estructuras de cristales y clusters mediante algoritmos genéticos Bazterra, Víctor E. Ferraro, Marta Beatriz PREDICCION DE ESTRUCTURAS CRISTALINAS ALGORITMOS GENETICOS PARALELOS POTENCIALES EMPIRICOS BUSQUEDA COMPARATIVA DE CRISTALES CRYSTAL STRUCTURE PREDICTION PARALLEL GENETIC ALGORITHMS FORCE FIELDS CRYSTAL SIMILARITY SEARCH Esta tesis está dedicada a predecir estructuras de cristales orgánicos. En la misma se presenta una nueva aplicación capaz de generar las mejores estructuras cristalinas asociadas a una dada molécula flexible, para un número arbitrario de moléculas en la celda asimétrica y para cualquier grupo espacial cristalográfico. Esta aplicación incluye un conjunto de programas altamente integrados encargados de la generación de potenciales intermoleculares, de la búsqueda de los posibles cristales asociados a una molécula utilizando algoritmos genéticos (GA) distribuidos (en paralelo) y del análisis, procesamiento y almacenamiento de las estructuras más importantes generadas por el GA. Este paquete computacional puede ser utilizado para la predicción de estructuras cristalinas de una gran variedad de moléculas orgánicas sin ninguna restricción, ni por simetría ni por el tamaño de la celda unidad. Como ejemplo se presenta la predicción para los cristales de L-alanina, DL-alanina, imidazolidina-2,4-diona, N-(2-metil-4,5-dinitrofenil) y ácido 2-(acetiloxi)benzoico (aspirina). También como parte de esta tesis se desarrollaron los primeros pasos para extender la aplicación al modelado de las estructuras de clusters atómicos. Como resultado preliminar se informa de la existencia de una serie nueva de estructuras estables para el Si_36, que presentan una energía de confinamiento significativamente mayor a cualquier otra estructura propuesta previamente en la literatura. This thesis is dedicated to the problem of crystal structure prediction. It is described a new distributed computing framework for crystal structure prediction that is capable of performing crystal structure searches for flexible molecules with an arbitrary number of molecules in the asymmetric cell and for any space group. The distributed computing framework includes a series of tightly integrated computer programs for generating the force fields, sampling possible crystal structures using a distributed parallel genetic algorithm (GA) and analyzing, sorting and archiving the most relevant crystal structures found by the GA. This framework can be used to predict the crystal structures of a large variety of organic molecules without any symmetry or unit cell size constrains. As an example, the results of the application of this new method for the prediction of the crystal structures of L-alanine, DL-alanine, imidazolidine-2,4-dione, N-(2-methyl-4,5-dinitrophenyl)acetamide y 2-(acetiloxy)benzoic acid (aspirine) are reported. As a part of this thesis the first stages for extending this application to the problem of structure prediction for atomic clusters are reported. As preliminaries results, a new series of stable isomers for Si36 was found with higher binding energy than any other previously reported structure in the literature. Fil: Bazterra, Víctor E.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2006 info:eu-repo/semantics/doctoralThesis info:ar-repo/semantics/tesis doctoral info:eu-repo/semantics/publishedVersion application/pdf spa info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3989_Bazterra
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