Latar Belakang Simulasi Dan Visualisasi Dinammika Molekul Dengan Model Potensial Lennard Jones

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Teori-teori mengenai material pada dasarnya dapat memberikan informasi yang cukup untuk memprediksi sifat material pada skala makroskopik maupun mikroskopik. Namun analisa dan perancangan material secara eksperimen biasanya harus dilakukan berulang-ulang dan memakan waktu yang cukup lama serta memerlukan biaya yang cukup mahal, selain itu ada berbagai kondisi yang sulit untuk diimplementasikan, misalnya eksperimen pada suhu maupun tekanan yang tinggi. Karena ukuran atom yang sangat kecil jari-jari atom orde 10 -10 maka sangat tidak memungkinkan bagi kita untuk mengamati perilaku atom secara langsung. Tetapi dengan berkembangnya kemajuan komputer dan kemampuan komputasi yang jauh lebih baik dari pada dahulu, maka perilaku interaksi gerak atom seperti tarik menarik, tolak menolak, tumbukan, gerak acak, dan sebagainya dapat kita amati dan analisis secara langsung melalui simulasi, dan pergerakannya dapat diamati melalui visualisasi dengan menggunakan komputer sebagai alat bantu. Dinamika Molekul merupakan suatu teknik yang digunakan untuk mengamati pergerakan molekul yang saling berinteraksi. Pergerakan molekul ini dipengaruhi oleh suatu potensial yang dibentuk oleh medan gaya dari partikel-partikel lain disekitarnya. Hanya saja karena jumlah partikel yang berperan dalam membentuk potensial itu sangatlah banyak jumlahnya Bilangan Avogadro berorde 10 23 , maka akan sangat sulit untuk mengkalkulasikannya. Untuk itu, telah dikembangkan beberapa jenis penyederhanaan kalkulasi untuk menyelesaikan permasalah dinamika molekuler ini, yang tentunya masing-masing metode pasti memiliki keterbatasan misalnya ketelitian masing-masing metode. Salah satu model potensial yang sering digunakan dalam simulasi dinamika molekul adalah metode Potensial Lennard Jones. Salah satu keuntungan dari teknik simulasi ini adalah sifatnya yang deterministik yaitu jika suatu kedaan materi diketahui pada waktu tertentu, maka keadaan materi tersebut pada Universitas Sumatera Utara waktu yang lainnya akan dapat ditentukan. Ciri khas dari potensial ini adalah adanya fungsi batas cut off function yang membatasi jumlah atom yang terlibat selama perhitungan potensial yang bekerja pada suatu atom, sehingga dengan fungsi batas ini, atom-atom yang jauh terpisah dari atom dari suatu jarak tertentu yang lebih jauh dapat diabaikan sehingga mengurangi jumlah perhitungan. Walaupun hal ini mengurangi ketelitian, tetapi pada kenyataannya kontribusi atom pada suatu potensial berbanding terbalik secara eksponensial dengan jaraknya sehingga metode ini dapat diterima.

1.2 Tujuan Penelitian