Bilim insanları, periyodik kristal sistemlerde kuantum mekaniği ve moleküler mekaniği birleştiren yenilikçi bir hesaplama yöntemi geliştirdi. Bu hibrit yaklaşım, özellikle su moleküllerinin bulunduğu karmaşık sistemlerin analizinde çığır açıcı sonuçlar vaat ediyor.
Polarize edilebilir gömme (PE) QM/MM olarak adlandırılan bu yöntem, sistemin bir bölümünü kuantum mekaniksel olarak, diğer bölümünü ise klasik moleküler mekanik ile ele alıyor. Özellikle su molekülleri için geliştirilen tek merkezli çok kutuplu genişleme modeli, hexadecapole seviyesine kadar çok kutuplu momentleri ve anizotropik dipol ile kuadrupol polarizebilirlikleri dikkate alıyor.
Araştırmacıların geliştirdiği bu model, yakın ve uzak alan etkileşimlerini farklı stratejilerle ele alarak hesaplama verimliliğini artırıyor. Uzak alandaki etkileşimler için kümelenmiş çok kutuplu genişleme noktaları kullanılırken, yakın alanda elektrostatik etkileşimler özel sönümleme teknikleriyle işleniyor.
Bu yöntemin en büyük avantajı, tam kuantum mekaniksel hesaplamaların doğruluğunu korurken hesaplama maliyetini dramatik şekilde düşürmesi. Özellikle kataliz, malzeme bilimi ve biyomoleküler sistemlerin incelenmesinde büyük kolaylık sağlayacak olan bu teknik, periyodik sistemlerdeki karmaşık etkileşimleri anlamamıza yeni kapılar açıyor.