Propiedades estáticas y dinámicas del agua pesada en condiciones ambientales desde simulaciones de dinámica molecular de primeros principios

Las propiedades estáticas y dinámicas del agua pesada se han estudiado en condiciones ambientales con extensas simulaciones de dinámica molecular Car-Parrinello en el conjunto canónico, con temperaturas que varían entre 325 y 400 K. La teoría de funcionales de densidad, combinada con un funcional de intercambio-correlación moderno (Perdew-Burke-Ernzerhof), proporciona un excelente acuerdo para las propiedades estructurales y la energía de enlace del monómero y dímelo de agua. Por otro lado, las propiedades estructurales y dinámicas del líquido a granel muestran una clara mejora de la estructura local en comparación con los resultados experimentales; una transición distintiva a una difusión similar a la del líquido ocurre en las simulaciones solo a la temperatura elevada de 400 K. Se necesitan ejecuciones extensas de hasta 50 ps para obtener promedios térmicos bien convergentes; el uso de pseudopotenciales ultrasuaves o que conservan la norma y los conjuntos de ondas planas más grandes asociados con esta última elección tuvieron, como se esperaba, solo efectos despreciables sobre el resultado final. Los efectos de tamaño finito en el estado líquido se encuentran ser en su mayoría despreciables para sistemas tan pequeños como 32 moléculas por celda unitaria.