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赫伦:可视化与控制化学反应探索及网络

Heron: Visualizing and Controlling Chemical Reaction Explorations and Networks.

作者信息

Müller Charlotte H, Steiner Miguel, Unsleber Jan P, Weymuth Thomas, Bensberg Moritz, Csizi Katja-Sophia, Mörchen Maximilian, Türtscher Paul L, Reiher Markus

机构信息

Department of Chemistry and Applied Biosciences, ETH Zurich, Vladimir-Prelog-Weg 2, 8093 Zurich, Switzerland.

出版信息

J Phys Chem A. 2024 Oct 17;128(41):9028-9044. doi: 10.1021/acs.jpca.4c03936. Epub 2024 Oct 3.

DOI:10.1021/acs.jpca.4c03936
PMID:39360814
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11492315/
Abstract

Automated and high-throughput quantum chemical investigations into chemical processes have become feasible in great detail and broad scope. This results in an increase in complexity of the tasks and in the amount of generated data. An efficient and intuitive way for an operator to interact with these data and to steer virtual experiments is required. Here, we introduce Heron, a graphical user interface that allows for advanced human-machine interactions with quantum chemical exploration campaigns into molecular structure and reactivity. Heron offers access to interactive and automated explorations of chemical reactions with standard electronic structure modules, haptic force feedback, microkinetic modeling, and refinement of data by automated correlated calculations including black-box complete active space calculations. It is tailored to the exploration and analysis of vast chemical reaction networks. We show how interoperable modules enable advanced workflows and pave the way for routine low-entrance-barrier access to advanced modeling techniques.

摘要

对化学过程进行自动化和高通量的量子化学研究在细节和广度上已变得非常可行。这导致任务的复杂性增加以及生成的数据量增多。需要一种高效且直观的方式让操作人员与这些数据进行交互并操控虚拟实验。在此,我们引入了Heron,这是一个图形用户界面,它允许在分子结构和反应性的量子化学探索活动中进行高级人机交互。Heron提供了使用标准电子结构模块对化学反应进行交互式和自动化探索的途径、触觉力反馈、微观动力学建模以及通过包括黑箱完全活性空间计算在内的自动相关计算对数据进行优化。它专为探索和分析庞大的化学反应网络而设计。我们展示了可互操作的模块如何实现高级工作流程,并为常规低门槛使用先进建模技术铺平道路。

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