Science Topics

Introduzione alla Dinamica Molecolare

/ Danilo Roccatano / Leave a comment

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  • Lex. I. Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nili quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.

  • Lex. II. Muationem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri fecundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.

  • Lex. III. Actioni contrariam semper et equalem esse reactionem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse aequales et in partes contrarias dirigi.

 

Isaac Newton.
Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.
London, 1686.

 

Nel 1648 Isaac Newton diede alle stampe la sua prima edizione dei Principia Mathematica, uno dei più grandi capolavori scientifici di tutti i tempi.  Nelle prime pagine di questa  summa scientifica si trovano enunciate le famose tre leggi che portano il suo nome, dalle quali ha avuto inizio la fisica-matematica classica. Continue reading →

Notes on the Quasi-Gaussian Entropy Theory Applied to Complex Systems

/ Danilo Roccatano / Leave a comment

INTRODUCTION

The Quasi-Gaussian Entropy theory (QGE) is a theoretical method based on a novel statistical mechanics reformulation of the free energy distributions. It was originally developed by Dr. Andrea Amadei (University of Rome “Tor Vergata”, Italy) in collaboration with Prof Herman Berendsen, Dr. Emil Apol (the University of Groningen, The Netherlands) and Prof Alfredo Di Nola (University of Rome “La Sapienza”, Italy).  The foundations of the QGE theory are reported in a series of papers collected in the Ph.D. thesis of both Dr. Amadei and Dr. Apol cited in the bibliography. The theory was further developed and applied to different systems spanning from simple fluids to proteins.

In these brief note, the mathematical basis of QGE for the study of the thermodynamics of proteins in solution as in the Ref. [1] is detailed. 

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Le Forze Intermolecolari

/ Danilo Roccatano / 1 Comment

Le forze interatomiche o intermolecolari che tengono uniti i cristalli molecolari sono di origine elettrostatica e possono essere classificate in forze a corto e lungo raggio a seconda di quanto si estende nello spazio la loro azione. Essendo funzione della distanza tra gli atomi (o molecule), queste forze sono dei campi vettoriali conservativi e sono pertanto derivabili dal gradiente di un potenziale di energia scalare, ovvero {\mathbf{F} = - grad V}. Questi potenziali di energia  intermolecolari possono essere classificati in base al tipo di interazioni che descrivono. Continue reading →

Il calcolo della costante di Madelung

/ Danilo Roccatano / 3 Comments

In un precedente articolo è stato mostrato che il termine elettrostatico dell’energia reticolare di un cristallo contiene un fattore (A) che dipende dal tipo di reticolo cristallino. Ora esamineremo più in dettaglio come calcolare questo termine e il suo valore per un semplice sistema ionico.

L’energia potenziale totale di un cristallo ionico è uguale alla somma dei contributi di interazione elettrostatica del tipo

\displaystyle V_{AB} = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{q_Aq_B}{r_{AB}}=k_e e^2   \frac{Z_AZ_B}{r_{AB}}\hfill (1)

degli ioni (A,B) di carica {q_A}=eZ_A e {q_B}=eZ_B (con e il valore dell’unita’ di carica elettronica e Z_{A,B} la carica netta dello ione)  separati dalla distanza {r_{AB}} .

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Invited Seminar at Norwich

/ Danilo Roccatano / Leave a comment

On 3rd February 2016, Danilo Roccatano visited the School of Computing Science of the University of East Anglia in Norwich hosted by Dr Steven Hayward. He gave the invited seminar:

Study of Interaction Mechanisms of Block Copolymers with Biological Interfaces

 Abstract

Polyethylene oxide and polypropylene oxide homopolymers as well as block copolymers based on them (Poloxamers or Pluronics®) have many applications in biotechnology and in pharmacology. This versatility is due to their biocompatibility and tuneable properties. Still the molecular mechanisms of their interactions with biological systems remain not fully investigated. A powerful and versatile approach to study these processes is the Molecular Dynamics (MD) simulation method that allows exploring these systems on scale of different order of magnitude in length and time. In the last years, we have developed for these purpose full atoms and coarse-grained models of these polymers that have been successfully tested against several experimental data in solution, and at interface with lipid bilayers. Using a recently proposed and developed Self Consistent density Field MD method, we also accomplished to perform large-scale simulations study of polymeric micelles formation and their interaction with lipid bilayers. These results have unrevealed possible mechanisms of single polymer and micelle interaction with lipid bilayers. In this talk, I will summarize the main achievements and future directions of these studies.

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