ไฟล์ CUBE คืออะไร

รูปแบบไฟล์ CUBE หรือที่เรียกว่าไฟล์ Gaussian Cube (.cube) ใช้ในเคมีเชิงคำนวณสำหรับการจัดเก็บข้อมูลโมเลกุล โดยเฉพาะข้อมูลความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่เกิดจากการคำนวณเคมีควอนตัม รูปแบบนี้มักเกี่ยวข้องกับ แพ็คเกจซอฟต์แวร์ Gaussian ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการคำนวณโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ ab initio

ไฟล์ Gaussian Cube จัดเก็บข้อมูลสามมิติ ซึ่งโดยทั่วไปจะแสดงถึงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนหรือคุณสมบัติอื่นๆ ของโมเลกุล ที่ได้รับจากการคำนวณเคมีควอนตัม ไฟล์ประกอบด้วยส่วนหัวที่มีข้อมูลเมตา (เช่น จุดเริ่มต้น จำนวนจุดข้อมูลในแต่ละแกน และระยะห่าง) ตามด้วยตารางของค่าตัวเลขที่แสดงถึงคุณสมบัติที่น่าสนใจ (เช่น ความหนาแน่นของอิเล็กตรอน) ที่จุดกริดแต่ละจุดในอวกาศ

ไฟล์ Gaussian Cube (.cube) เป็นไฟล์ข้อความธรรมดาที่มีโครงสร้างเฉพาะ ส่วนหัวประกอบด้วยข้อมูลเกี่ยวกับระบบโมเลกุลและตารางข้อมูล และค่าข้อมูลจะจัดเรียงในรูปแบบตารางสามมิติ ไฟล์ Gaussian Cube มักใช้เพื่อแสดงภาพคุณสมบัติของโมเลกุลโดยใช้ซอฟต์แวร์สร้างภาพโมเลกุล โปรแกรมเช่น VMD (Visual Molecular Dynamics) หรือ PyMOL สามารถอ่านไฟล์ Gaussian Cube เพื่อแสดงพื้นผิวโมเลกุล ความหนาแน่นของอิเล็กตรอน หรือคุณสมบัติอื่นๆ ที่คำนวณได้

ตัวอย่างแบบง่ายของไฟล์ Gaussian Cube: 

ตัวอย่างไฟล์คิวบ์
สร้างโดยเกาส์เซียน
   0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
   0.0000000000000000E+00 0.0000000000000000E+00 0.0000000000000000E+00
  50 0.1000000000000000E+01 0.0000000000000000E+00 0.0000000000000000E+00
  50 0.0000000000000000E+00 0.1000000000000000E+01 0.0000000000000000E+00
  50 0.0000000000000000E+00 0.0000000000000000E+00 0.1000000000000000E+01
    0.123456789E+02 0.123456789E+02 0.123456789E+02 0.123456789E+02 0.123456789E+02
    ... (ค่าข้อมูลความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่จุดกริดแต่ละจุด)

เกี่ยวกับเกาส์เซียน

Gaussian คือชุดแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์สำหรับเคมีควอนตัมและเคมีเชิงคำนวณ จุดสนใจหลักของเกาส์เซียนอยู่ที่วิธีเคมีควอนตัมเริ่มต้น ซึ่งมีความแม่นยำสูงแต่ใช้การคำนวณเข้มข้นในการศึกษาโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุล ซอฟต์แวร์นี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิจัยและการตั้งค่าทางวิชาการสำหรับการใช้งานต่างๆ รวมถึงการทำนายคุณสมบัติของโมเลกุล ศึกษากลไกการเกิดปฏิกิริยา และการสำรวจโครงสร้างโมเลกุล

เกี่ยวกับ NWchem

NWCem เป็นซอฟต์แวร์เคมีเชิงคำนวณแบบโอเพ่นซอร์สที่ออกแบบมาเพื่อการจำลองเคมีควอนตัมประสิทธิภาพสูง โดยใช้วิธีการเริ่มต้น เช่น Hartree-Fock และทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่น สนับสนุนการประมวลผลแบบขนานเพื่อการคำนวณที่มีประสิทธิภาพบนคลัสเตอร์ และค้นหาการใช้งานในสาขาวิทยาศาสตร์ที่หลากหลาย รวมถึงเคมีเชิงคำนวณ ชีวเคมี และวัสดุศาสตร์ NWCem มีชื่อเสียงในด้านความสามารถรอบด้าน ช่วยให้นักวิจัยสามารถศึกษาระบบเคมีต่างๆ ได้ และลักษณะโอเพ่นซอร์สของมันก็สนับสนุนการมีส่วนร่วมและการปรับแต่งของชุมชน

เกี่ยวกับวีเอ็มดี

VMD ซึ่งย่อมาจาก Visual Molecular Dynamics เป็นโปรแกรมสร้างภาพโมเลกุลที่ทรงพลังและใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการแสดง การวิเคราะห์ และการสร้างภาพเคลื่อนไหววิถีการเคลื่อนที่ของโมเลกุล (MD) รวมถึงโครงสร้างโมเลกุลแบบคงที่ เป็นที่นิยมโดยเฉพาะในสาขาเคมีคอมพิวเตอร์ อณูชีววิทยา และชีวสารสนเทศเชิงโครงสร้าง VMD เป็นเลิศในการแสดงภาพโครงสร้างโมเลกุล โดยให้การเรนเดอร์โมเลกุลและสารประกอบเชิงซ้อนของโมเลกุลแบบ 3 มิติคุณภาพสูง รองรับรูปแบบไฟล์โมเลกุลที่หลากหลาย

เกี่ยวกับ PyMOL

PyMOL เป็นระบบการแสดงภาพโมเลกุลและเครื่องมือซอฟต์แวร์ที่ใช้สำหรับการแสดงภาพโครงสร้างโมเลกุลสามมิติ เป็นที่นิยมโดยเฉพาะในสาขาชีววิทยาโครงสร้าง ชีวสารสนเทศศาสตร์ และเคมีเชิงคำนวณ PyMOL มอบการเรนเดอร์โครงสร้างโมเลกุลแบบ 3 มิติคุณภาพสูง ทำให้ผู้ใช้สามารถเห็นภาพและสำรวจรูปร่าง พื้นผิว และปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีววิทยา

เปิดไฟล์ CUBE ได้อย่างไร?

ไฟล์ CUBE สามารถเปิดและอ้างอิงได้โดยใช้โปรแกรมต่อไปนี้

  • NWCem (ฟรี) สำหรับ (Windows, MAC, Linux)

อ้างอิง