沥青12组分建模-鲁蛇出头天漫画
## 这篇写了很久，后期搞得有些潦草，再修改吧 ##
投Fuel一审被拒了，搞了点量化计算的东西进去，不知道能不能找个好人家。写一个沥青12组分建模的流程，希望对沥青的分子动力学模拟做出一点点贡献，femto-contribution（fc），飞贡献。需要用到力场参数分配服务器（Ligpargen），分子装配软件（PACMOL），LAMMPS数据文件生成软件（Moltemplate），可视化软件（OVITO）。（还有其它的，大坑软件）
1. 首先画出来12组分沥青分子结构，并输出PDB文件格式，用以输入Ligpargen。这个可以用Materials Studio、Avogadro，或者其他方法。
12-components asphalt model画好的分子结构需要优化，一些软件提供了这个选项，比如Materials Studio、Avogadro。由于上述软件处理这个动作很迅速，因此保留意见。进一步得，可以在ATB | Home (uq.edu.au)这个网站上进行优化，实际上这些分子结构已经有人上传过，直接下载就行（很有可能会下载到我上传的）。需要做量化计算的，可以考虑载进一步，使用软件（如CP2K）进行优化，选择BFGS可能会快一点。这里提醒一点，量化计算的分子结构先在这个网站上优化一次，再使用软件优化，会收敛得很快。
2.将PDB文件上传至Ligpargen服务器，LigParGen Server (yale.edu)。这里强调，每个上传结构的原子数不能大于200。
OPLS-AA全原子力场分配服务器2.1 在这里选择文件上传，可以看到还支持MOL格式文件，这个可以由KingDraw或者ChemDraw画出来生成，Avogadro也可以。Sob大佬推荐mol，我暂时没发现与PDB文件有区别。
选择上传PDB文件2.2 这里就是默认选项：1.14*CM1A (Neutral or Charged molecules)。还有一个1.20*CM5 的电荷分配选择，据说效果更好，不过稍微折腾一点，有精力的可以试试。最后Submit Molecule。
1.14电荷分配，提交上传文件2.3 需要说明的是，这台服务器可能并不强大，可能会遇到排队的情况，一旦服务器忙或者断联，就只能重新来上传。输出文件的格式很多，支持GROMACS，LAMMPS等很多软件。
Ligpargen输出多种文件格式这里我们点击LAMMPS选择.lmp文件下载。注意重命名文件，原文件名是随机的。
下载输出的LAMMPS输入文件，注意修改名字需要注意的是，所上传的分子中的原子将会被逐一地分配原子类型及电荷。例如一个76个原子的分子，生成文件中的原子种类也是76，其他的键、角、二面角等也会随着增加。这是根据原子所处的不同化学环境进行的分配，我认为这就是全原子力场的方式，虽然会造成麻烦，但是很科学。
全原子力场每个原子分配一个原子类型最后将12种分子结构进行转换收集。这里我遇到一个坑，就是Asphaltene-pyrrole无论如何都不能成功转换，因此只能手动赋予原子类型，力场文件在moltemplate里面。
接下来便是使用 PACKMOL 和 moletemplate 组合进行模型搭建。[当然还有其他方法得到数据，例如使用 maktop.pl 脚本或者安装本地LigParGen，这都是大坑，不信邪的可以试试。而且服务器算不出来的我觉得本地也算不出来。使用全原子力场特别麻烦，有钱的组还是买Materials Studio （COMPASS）或者 Meda A （PCFF+）]。将原来的PDB文件转化出XYZ文件，给PACKMOL用（我尝试PDB没有成功，moltemplate也方便用）。将相应的文件名称引用即可，保存为 $name.inp 文件，输入命令生成XYZ文件，很快就完成了。
生成的模型，我使用的是结构优化后的xyz文件，所以没有区分原子的化学环境，此时的原子没有任何力场参数的分配，也没有电荷，仅仅是位置信息。接下来转到moltemplate。需要将模型的XYZ文件拷贝过去，然后准备相对应与每个结构的 LT文件，这些文件是由LigParGen服务器生成的lmp文件转换过来的。在moltemplate中输入：
其中，pyrrol 是给分子起的名称，MOL_E2BE55.lmp是下载的文件， pyrrole.lt 是要得到的文件。将12个结构的lmp文件全部转换为lt文件（沥青质-pyrrole是手改的，因为我没有lmp文件）。所谓手改，先编写原始lt文件（input），使用moltemplate转换成后面用的lt（output）。这一步是向分子配置oplsaa的力场参数，在手册以及相关视频中可以找到。
input文件
ouput文件按道理，这里直接用相应的xyz文件和lt文件就可以直接生成data文件。但实际上，我这样做的结果是：
我暂时还没有办法解释这个问题。因此，我换了个思路。首先将没有pyrrole的11个分子按数量生成xyz文件（PACKMOL），再将此xyz文件与相应的lt文件生成没有pyrrole分子的11分子data文件（moltemplate），记作pyrrole-absent.data。由于moltemplate生成的文件结构和参数是分开的，因此将此文件在lammps驰豫一下，再将输出的data文件转换成lt文件，即可包含所有参数，转换方法与上述转换lmp时采用命令。
此时，用11分子的xyz文件及lt文件，与pyrrole的xyz文件生成完整的full.xyz，再通过moltemplate生成最终的data文件。以下为system.lt文件。
下述为生成无pyrrole分子结构的命令：
考虑直接将pyrrole分子添加进已生成的11分子结构，不再需要PACKMOL生成坐标文件。下述为生成最终结构的命令：
生成的结构为：
pyrrole分子正常显示LAMMPS的in文件写法参考：
最后运行一下，会提示
不要着急，这是因为手改的文件中improper的格式不一样，这里用的是cvff格式，而通过moltemplate分配的参数是harmonic格式的，我们按照相应格式修改一下即可，也可以直接抄另外11个分子的参数。这次正常运行了，如果出现atom missing 这样的错误，请修改格子边长。