Publikacja w Chemical Science (2026)

10 02 2026

W czasopiśmie Chemical Science (Royal Society of Chemistry) ukazała się publikacja naukowa, której pierwszym autorem jest doktorant Mikołaj Martyka, a autorką korespondencyjną dr Joanna Jankowska z Wydziału Chemii UW. Artykuł zatytułowany „Gradients not needed: ML-driven propagation of nonadiabatic molecular dynamics without reference gradients” powstał w ramach realizacji grantu PRELUDIUM (Narodowe Centrum Nauki) we współpracy z Texas Tech University (USA) oraz Xiamen University (Chiny).

Symulacje nieadiabatycznej dynamiki molekularnej (NAMD) są kluczowym narzędziem do badania procesów fotochemicznych, takich jak fotoprzełączanie czy fotoizomeryzacja. Tradycyjnie metody te wymagają dostępu do analitycznych wyrażeń na gradient energii, co znacząco ogranicza wybór metod kwantowo-chemicznych możliwych do zastosowania w symulacjach dynamicznych.

W opublikowanej pracy autorzy przedstawili nowatorskie podejście wykorzystujące uczenie maszynowe, które umożliwia prowadzenie symulacji NAMD bez dostępu do referencyjnych gradientów energii. Metoda opiera się na dostrajaniu bazowego modelu OMNI-P2x wyłącznie na energiach stanów wzbudzonych, a następnie wykorzystaniu automatycznego różniczkowania do uzyskania sił działających na atomy. Podejście to zostało przetestowane na modelowych układach fotochemicznych, prowadząc do wyników wykazujących dobrą zgodność z referencyjnymi symulacjami na wielu poziomach teorii.

Kluczowym osiągnięciem pracy jest umożliwienie, po raz pierwszy, symulacji dynamiki na poziomie QD-NEVPT2 – zaawansowanym poziomie teorii wieloreferencyjnej, dla której gradienty analityczne nie są dostępne. Metodę zastosowano do badania fotoizomeryzacji trans-azobenzenu, prototypowego fotoprzełącznika molekularnego, uzyskując najdokładniejsze dotychczas symulacje tego procesu fotochemicznego.

Badania zostały wykonane w ramach realizacji projektu Narodowego Centrum Nauki (PRELUDIUM 2025/57/N/ST4/03587), którego kierownikiem jest Mikołaj Martyka.

Dane bibliograficzne i link do artykułu:

M. Martyka, J. Jankowska, H. Lischka, P.O. Dral, Chemical Science 2026, Advance Article

https://doi.org/10.1039/D5SC09557C