Ekscitonska konfiguracijska interakcija: ususret generalnoj i efikasnoj ab-initio metodi elektronske strukture za multikromoforne sustave
Glavni istraživač
Pobuđena elektronska stanja malih molekula mogu se učinkovito računati konvencionalnim kvantno-kemijskim metodama kao što su CIS/TD-DFT, MPn/ADC(n), EOM-CC i CASSCF/CASTP2. Međutim, ove metode nepovoljno skaliraju s veličinom sustava, čineći izračune neizvedivim za velike multikromoforne sustave. Ovo se ograničenje može prevladati uporabom ekscitonskih modela, gdje se stanja pojedinačnih kromofora (site stanja) računaju konvencionalno, a zatim se koriste za konstrukciju jednostavnog ekscitonskog hamiltonijana cijelog sustava.Projekt ECI2GAME ima za cilj razviti generalnu i učinkovitu metodu elektronske strukture za multikromoforne sustave temeljenu na nedavno uvedenom konceptu ekscitonske konfiguracijske interakcije (ECI). Rezultirajuća ECI metoda će (i) imati približno linearno skaliranje s brojem kromofora uz minimalnu grešku u usporedbi s konvencionalnim metodama; (ii) tretirati stanja proizvoljnog multikromofornog karaktera, kao što su (multi)lokalne pobude, stanja s (višestrukim) prijenosom naboja, njihove kombinacije, itd.; (iii) biti neovisna o konvencionalnoj metodi koja se koristi u izračunima site stanja, dopuštajući korištenje različitih tipova site stanja; i (iv) moći tretirati sustave s umjereno jako interagirajućim kromoforima.Metodologija će biti implementirana u paketu SHARC, fokusiranom na surface-hopping simulacije molekulske neadijabatske dinamike. Stoga će, nakon što se razvije, ECI metoda omogućiti i simulacije fotoinduciranih procesa u multikromofornim sustavima u realnom vremenu, kao što su Försterov/Dexterov prijenos energije, singletna fisija, prijenos naboja itd.Pristup će se primijeniti na proučavanje fotokemije segmenata ljudske DNA koji su najskloniji oštećenjima izazvanim UV zračenjem. Ovo će razjasniti procese koji se događaju u prvih nekoliko pikosekundi nakon UV apsorpcije, a koji utječu na sudbinu DNA na dugim vremenskim skalama. Planirana su i dodatna fotokemijska istraživanja na drugim relevantnim multikromofornim sustavima.