Dinamica Molecolare di Reazioni Chimiche in Sistemi Aperti

This thesis focuses on the development of a classical molecular dynamics framework for simulating chemical reactions in open systems. Open system simulations are not a standard approach in molecular dynamics, mainly due to their implementation complexity and limited representation in the literature. Moreover, simulating chemical reactions poses a significant challenge in classical molecular dynamics, as it is difficult to describe bond breaking and formation without resorting to hybrid methods. The goal of this work is to devise a general framework for performing simulations in generic open systems and to apply this methodology to the study of chemical reaction dynamics. In the future, this framework could be extended to enable, for instance, nonequilibrium classical molecular dynamics simulations.

Questa tesi si concentra sullo sviluppo di un framework per la dinamica molecolare classica, finalizzato alla simulazione di reazioni chimiche in sistemi aperti. Le simulazioni di sistemi aperti non rappresentano un approccio standard nella dinamica molecolare, principalmente a causa della complessità implementativa e della limitata trattazione presente in letteratura. Inoltre, la simulazione di reazioni chimiche costituisce una sfida rilevante nella dinamica molecolare classica, poiché risulta difficile descrivere la rottura e la formazione dei legami senza ricorrere a metodi ibridi. L’obiettivo di questo lavoro è definire un framework generale per condurre simulazioni in sistemi aperti generici e applicarlo allo studio della dinamica delle reazioni chimiche. In prospettiva, tale metodologia potrebbe essere estesa per abilitare, ad esempio, simulazioni di dinamica molecolare classica fuori dall’equilibrio.