10 Perangkat Lunak Teratas untuk Meningkatkan Penelitian Anda di Lab Komputasi

Sumber: Foto oleh Penulis

Kemajuan teknologi dalam sepuluh tahun terakhir telah membuka era baru dalam studi komputasi. Banyak studi teoretis yang disalahpahami dengan komputasi— tetapi ada perbedaan konseptual antara keduanya. Deskripsi matematis dan studi tentang topik terutama mendefinisikan yang pertama. Sebaliknya, yang terakhir adalah studi ketika komputer terlatih dengan baik untuk melakukan semua jenis perhitungan teoretis dan menganalisis dirinya sendiri setelah memberikan instruksi. Memiliki sistem yang kuat di tangan membuatnya lebih mudah untuk melakukan perhitungan komputasi sebelum melakukan pekerjaan eksperimental apa pun. Tapi apa perangkat lunak untuk memulai? Yah, itu tergantung pada jenis pekerjaan penelitian apa yang Anda lakukan atau akan lakukan. Di sini, saya akan membahas beberapa perangkat lunak yang paling familiar (baik open-source dan komersial) di bidang penelitian komputasi ini. Jadi,

Pemodelan dan Visualisasi Molekuler/Material

Avogadro:

Logo Perangkat Lunak Avogadro
Logo Perangkat Lunak Avogadro (Sumber: Gambar oleh Penulis)

Ini adalah perangkat lunak sumber terbuka yang digunakan dalam kimia komputasi, pemodelan molekul, bioinformatika, dll. Ini pertama kali diperkenalkan pada tahun 2008 dan ditulis dalam bahasa C++. Kode sumber dan dokumentasi tersedia di GitHub . Meskipun Avogadro memiliki situs web diskusi dan tutorialnya avogadro.cc , perangkat lunak ini tersedia di SourceForge dan dipelihara di sana. Ini dapat diperluas melalui arsitektur plugin. Anda dapat menemukan tutorial dasar tentang perangkat lunak ini di YouTube —

Seri Tutorial Avogadro (Sumber: YouTube)
Kelebihan: - Tersedia untuk Windows, Linux dan macOS dan dalam banyak bahasa
      - Gratis dan Open-source
      - Mendukung rendering dan komputasi multi-utas
      - Mudah dipahami dan berfungsi
      - Arsitektur plugin untuk pengembang (perintah, skrip Python)
      - Impor file kimia BabelKekurangan: - Terkadang mungkin berhenti membuka file/menyimpannya dengan kesalahan
      - Tidak menyediakan semua fitur yang disediakan oleh yang berbayar

Peringkat: 4.7/5

Sparta:

Logo Perangkat Lunak Spartan'20

Logo Perangkat Lunak Spartan’20 (Sumber: Foto oleh Penulis)

Ini adalah perangkat lunak proprietary yang disediakan oleh fungsi gelombang Inc . Perangkat lunak ini terutama digunakan dalam pemodelan molekul dan perhitungan kuantum dalam kimia komputasi. Meskipun di bidang penelitian, perangkat lunak ini terutama digunakan untuk pemodelan dan visualisasi molekuler. Perangkat lunak ini berisi antarmuka pengguna grafis terintegrasi. Model grafis, terutama orbital molekul, kerapatan elektron, dan peta potensial elektrostatik, adalah sarana rutin visualisasi molekuler dalam pendidikan kimia. Saya telah menulis seri tutorial Spartan lengkap —

Pengenalan Dasar Alat Kimia Komputasi: Spartan (Bagian-1)

Meskipun sebagian besar proses penemuannya bersifat deskriptif dan kualitatif, kimia pada dasarnya bersifat kuantitatif…

Kelebihan:Tersedia untuk Windows, Linux dan macOS dan dalam banyak bahasa

      - Mendukung komputasi multi-core
      - Mudah dipahami dan berfungsi
      - Menyediakan model MMFF, MNDO, Austin Model, PM3, dll.Kontra: - Harga komersial tinggi

Peringkat: 3.9/5

Studio Bahan:

Logo BIOVIA Material Studio
Logo BIOVIA Materials Studio (Sumber: Gambar oleh Penulis)

Materials Studio memprogram untuk meniru dan mendemonstrasikan materi. Ini dibuat dan diedarkan oleh BIOVIA (beberapa waktu lalu Accelrys), sebuah perusahaan yang memiliki keahlian dalam pemrograman penelitian untuk ilmu komputasi, bioinformatika, cheminformatics, pemeragaan elemen atom, dan mekanika kuantum.

Produk ini digunakan dalam eksplorasi mutakhir bahan yang berbeda, seperti polimer, nanotube karbon, dorongan, logam, keramik, dll, oleh perguruan tinggi, fokus penelitian, dan organisasi inovatif. Berikut adalah salah satu pengenalan dasar Materials Studio —

Pengantar Material Studio (Sumber: YouTube)
Kelebihan: - Tersedia untuk Windows
      - Mendukung komputasi multi-inti
      - Mudah dipahami dan digunakan serta memiliki berbagai kemampuan
      - Menyediakan CASTEP, DMol3, CCDC, dll. lebih dari 8 paket
      -Pembuatanmaterial dan alat visualisasi sangat baikKekurangan: - Harga komersial sangat tinggi
      - Tidak tersedia untuk Linux dan macOS

Peringkat: 4.2/5

Docking & Dinamika Molekuler

AutoDock Vina

AutoDock Vina adalah program sumber terbuka untuk melakukan docking atom. Itu direncanakan dan dilaksanakan oleh Dr. Oleg Trott di Molecular Graphics Lab di The Scripps Research Institute. AutoDock Vina secara otomatis menghitung peta grid dan mengelompokkan hasilnya dengan cara yang transparan bagi pengguna.

AutoDock Vina mencapai kira-kira dua kali lipat percepatan dibandingkan dengan perangkat lunak dok molekuler yang sebelumnya dikembangkan di lab mereka ( AutoDock 4 ) sementara juga secara signifikan meningkatkan akurasi prediksi mode pengikatan, dilihat dari pengujian kami pada set pelatihan yang digunakan di AutoDock 4 perkembangan. Anda dapat menggunakan AutoDock Vina gratis dari situs mereka, vina.scripps.edu gratis untuk tujuan akademis.

Video Tutorial AutoDock Vina (Sumber: YouTube)
Kelebihan: - Tersedia untuk Windows, Linux, dan macOS
      - Mendukung komputasi multi-core untuk penghitungan yang lebih cepat
      - Mudah dipahami dan digunakan serta memiliki berbagai kemampuan
      - Gratis untuk tujuan akademis
      - World Community Grid memiliki ribuan proyek sebelumnyaCons: - Tidak begitu akurat dalam mengidentifikasi pose pengikatan ligan

Peringkat: 4.9/5

EMAS

Logo Perangkat Lunak Docking GOLD (Sumber: Gambar oleh Penulis)
Logo Perangkat Lunak Docking GOLD (Sumber: Gambar oleh Penulis)

Ini adalah program docking berbasis GA yang bekerja sama dengan University of Sheffield, GlaxoSmithKline, dan Cambridge Crystallographic Data Centre. GOLD telah terbukti sukses dalam penyaringan virtual, pengoptimalan timbal, dan mengidentifikasi mode pengikatan molekul aktif yang benar. Tetapi ini adalah perangkat lunak komersial, dan jika Anda ingin menggunakannya, Anda harus membeli lisensi dari situs mereka .

Tutorial Docking CCDC EMAS (Sumber: YouTube)
Kelebihan: - Tersedia untuk Windows, Linux, dan macOS
      - Mendukung komputasi multi-core untuk penghitungan yang lebih cepat
      - Mudah dipahami dan berfungsi serta memiliki berbagai kemampuanKekurangan: - Ini adalah perangkat lunak berpemilik

Peringkat: 4.1/5

GROMACS

Logo GROMACS (Sumber: Gambar oleh Penulis)
Logo GROMACS (Sumber: Gambar oleh Penulis)

Ini adalah bundel elemen atom, sebagian besar, dimaksudkan untuk reproduksi protein, lipid, dan asam nukleat. Ini awalnya dikembangkan di divisi Kimia Biofisika Universitas Groningen dan saat ini diikuti oleh pendukung di perguruan tinggi dan pusat ujian di seluruh dunia. GROMACS adalah salah satu bundel pemrograman tercepat dan paling terkenal yang dapat diakses dan dapat berjalan pada unit penanganan fokus (CPU) dan unit persiapan ilustrasi (GPU). Ini gratis, pemrograman sumber terbuka yang disampaikan di bawah GNU General Public License (GPL) dan dimulai dengan rendition 4.6, GNU Lesser General Public License (LGPL). Ini tersedia secara gratis untuk diunduh di manual.gromacs.org .

Tutorial GROMACS (Sumber: YouTube)
Kelebihan: - Tersedia untuk Windows, Linux, dan macOS
      - Mendukung komputasi multi-core untuk penghitungan yang lebih cepat
      - Mudah dipahami dan berfungsi serta memiliki berbagai kemampuanKekurangan: - Memiliki batasan kecepatan
      - Sedikit buggy
      - Hanya memiliki antarmuka baris perintah yaitu CLI

Peringkat: 4.6/5

NAMD

Logo NAMD (Sumber: Gambar oleh Penulis)
Logo NAMD (Sumber: Gambar oleh Penulis)

Nanoscale Molecular Dynamics (NAMD, di masa lalu Bukan Program Dinamika Molekuler Lain) adalah pemrograman PC untuk rekreasi elemen sub-atom, disusun menggunakan Charm++, model pemrograman yang sama. Ini terkenal karena produktivitasnya yang serupa dan biasanya digunakan untuk mengaktifkan kembali kerangka kerja yang sangat besar (sejumlah besar atom). Ini telah dibuat oleh upaya bersama Grup Biofisika Teoritis dan Komputasi (TCB) dan Laboratorium Pemrograman Paralel (PPL) di University of Illinois di Urbana–Champaign. NAMD juga tersedia secara bebas untuk penggunaan non-komersial.

Tutorial NAMD — Simulasi Protein Sederhana (Sumber: YouTube)
Kelebihan: - Tersedia untuk Windows, Linux, macOS, Unix
      - Dapat menskalakan lebih dari 500.000 inti prosesor
      - Dengan VMD, ini banyak digunakan untuksimulasi QM/MM hybridCons: - Pengguna harus mengetahui Charm++ karena NAMD tidak dapat dibangun tanpanya.

Peringkat: 4.9/5

Kimia kuantum

Logo Gaussian (Sumber: Gambar oleh Penulis)
Logo Gaussian (Sumber: Gambar oleh Penulis)

Gaussian

Gaussian adalah kumpulan pemrograman ilmu komputasi yang sangat membantu yang pertama kali disampaikan pada tahun 1970 oleh John Pople dan kelompok ujiannya di Carnegie Mellon University sebagai Gaussian 70. Sejak saat itu terus diperbarui. Versi terbaru adalah Gaussian 16, dan sekarang disahkan oleh Gaussian.inc . Nama tersebut dimulai dari penggunaan orbital Gaussian oleh Pople untuk mempercepat komputasi konstruksi elektronik sub-atom daripada menggunakan orbital tipe Slater, sebuah keputusan yang dibuat untuk mengembangkan eksekusi lebih lanjut pada batas perhitungan terbatas dari peralatan PC saat itu untuk estimasi Hartree–Fock. Namun, ini adalah perangkat lunak komersial, dan Anda dapat membeli lisensi dari situs web Gaussian. Gaussian 16 juga dapat dijalankan menggunakan perangkat lunak berbasis GUI GaussView .

Tutorial Perhitungan DFT Gaussian Menggunakan Software GaussView (Sumber: YouTube)
Kelebihan: - Tersedia untuk Windows, Linux, macOS, Unix
      - Apakah semua jenis metode Semi-empiris, DFT, SCF dll.Cons: - Pengguna harus mengetahui Charm++ karena NAMD tidak dapat dibangun tanpanya.

Peringkat: 4.6/5

Quantum ESPRESSO

Quantum ESPRESSO Logo (Sumber: Gambar oleh Penulis)
Quantum ESPRESSO Logo (Sumber: Gambar oleh Penulis)

Quantum ESPRESSO adalah suite untuk estimasi struktur elektronik standar pertama dan tampilan materi, diedarkan secara gratis dan sebagai pemrograman gratis di bawah Lisensi Publik Umum GNU. Itu tergantung pada hipotesis ketebalan yang berguna, set premis bidang-gelombang, dan potensi semu (pemantauan standar dan ultrasoft). Versi terbaru, QE-6.8, dirilis pada 20 Juli 2021. Perangkat lunak ini dapat diunduh secara gratis dari situs resminya .

Tutorial Quantum ESPRESSO (Sumber: YouTube)
Kelebihan: - Tersedia untuk Linux, macOS
      - Mudah digunakan
      - Sumber Terbuka, oleh karena itu gratis untuk digunakanCons: - Tidak mendukung HSE06 (memprediksi nilai celah pita yang cukup adil)

Peringkat: 4.4/5

Gambar Struktur Rangka

ChemDraw

Logo ChemDraw (Sumber: Gambar oleh Penulis)
Logo ChemDraw (Sumber: Gambar oleh Penulis)

Saya tidak berpikir Anda dapat menemukan ahli kimia (! tidak hanya orang komputasi) tanpa menggunakan perangkat lunak ini. Ini adalah manajer partikel yang awalnya dibuat pada tahun 1985 oleh David A. Evans dan Stewart Rubenstein (kemudian oleh organisasi kimiawan CambridgeSoft). Organisasi ini ditawarkan kepada PerkinElmer pada tahun 2011. ChemDraw, bersama Chem3D dan ChemFinder, penting untuk pengaturan proyek ChemOffice dan dapat diakses untuk Macintosh dan Microsoft Windows. Anda bisa mendapatkan lisensi untuk perangkat lunak dari situs web PerkinElmer .

Tutorial Dasar-Dasar ChemDraw (Sumber: YouTube)
Kelebihan: - Tersedia untuk Windows, macOS
      - Konversi struktur kimia ke nama dan sebaliknya
      - Simulasi spektrum NMR & Massa
      - Mengekspor ke diff. jenis file gambarKekurangan: - Tidak ada versi Linux
      - Perangkat lunak komersial

Peringkat: 4.9/5

Sumber: https://medium.com/chempute/top-10-softwares-to-enhance-your-research-in-computational-lab-648aca703d1e

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *