利用vmd简单快速构建碳纳米管的gro和拓扑文件

构建碳纳米管的方式有较多，我这里使用VMD软件中Nanotube Builder插件构建，较为简单方便。主要思路是利用VMD内置碳纳米管生成器生成gro文件格式的碳纳米管，再使用gromacs命令生成碳纳米管的拓扑文件，具体操作方式为

1. 生成gro文件

• 打开vmd主程序

• 在菜单栏选择Extensions 选项卡，再选择modeling- Nanotube Builder

  
  
  vmd 插件选择

我们可以看到构建碳纳米管的几个重要参数：

• chiral index n
• chiral index m

• nanotube length(nm)
  在这里，我选择的参数是n=6 m=6 length=4nm

  
  
  碳纳米管生成

点击generate nanotube
之后返回VMD main 窗口，双击生成的新条目，可以看到构建的碳纳米管。
右键生成的新条目，选择save coordinate选项，选择将保存为gro文件。命名为cnt664.gro

cnt664.gro

2. 生成拓扑文件（top）
   在这里使用gromacs自带的x2top 命令，在这里需要使用修正后的力场文件因为原先自带的力场中不能很好得表示碳纳米管中的碳碳键。这里选用oplsaa力场，修改力场文件的方法引自李继存老师博客
   我们需要修改oplsaa.ff/atomname2type.n2t文件，需要在最后加上如下几行：

C    opls_145   0.00      12.011  1    C 0.142
C    opls_145   0.00      12.011  2    C 0.142   C 0.142
C    opls_145   0.00      12.011  3    C 0.142   C 0.142   C 0.142

具体含义可参见李老师博客。具体做法是：

将GROMACS主目录/share/top/oplsaa.ff/目录拷贝到工作目录，所有的修改都在拷贝的atomname2type.n2t文件中进行。运行GROMACS时，程序会自动加载当前目录下的force field文件.

完成力场修正后，我们使用如下命令将gro文件转换为top文件
gmx_mpi x2top -f cnt664.gro -o cnt664.top -ff select -nopbc -name cnt664
在按照上述引用方法将安装路径中的力场复制到执行目录并修改后，gromacs程序会让你选择使用当前目录下的力场文件亦或是安装路径下的，选择当前目录下的即可。

选择力场

此时，便生成了cnt664.top拓扑文件。可以像李继存老师一样使用真空模拟或者加水模拟。
也可以将top文件变为itp文件，以便适用于更复杂的体系如在苯酚，NaCl溶液中放置碳纳米管。
具体操作方式是删除top文件中system 和 molecules 字段，之后更改后缀名为.itp即可。