Как достижения гидродинамики могут помочь в лечении рассеянного склероза? Возможно ли точечное применение ресурсов в масштабе микрокапилляров? Способны ли современные компьютеры рассчитывать процессы на атомарном уровне? Об этом рассказывает профессор Лондонского университета королевы Марии Сергей Карабасов.

Белки чувствительны к транспортировке по микрокапиллярам, поскольку гидродинамическое напряжение и вязкость могут влиять на их состояние. То есть если мы хотим понять, как коллективные эффекты, такие как вязкость, градиент давления, градиент скорости, влияют на структуру белка, то нам нужен либо достаточно точный эксперимент с использованием микроскопического зума, либо большой компьютер, который бы считал минуты, а может быть, и часы.

Рекомендуем по этой теме:
4011
Молекулярное моделирование
Если мы хотим предложить новый микроприбор для доставки макромолекулы из точки А в точку Б, нужно, чтобы она при этом не диффундировала, чтобы не было никаких конформационных изменений, то есть чтобы это была та же самая молекула в точках А и Б. Для этого необходимо оптимизировать геометрию прибора, нужны довольно быстрые методы расчета. Мы не можем себе позволить считать на суперкомпьютере с атомистическим разрешением весь этот прибор: это просто неэффективно.

Основным вызовом являются многомасштабные модели, где мы используем совершенно разную физику для описания атомистических и гидродинамических расчетов. Чтобы модель эффективно работала в рамках компьютерного кода, необходимо эффективно передать эту многомасштабность в пределах многомасштабного вычисления. Грубо говоря, если у нас есть быстро протекающий процесс, то он должен насчитывать и обмениваться данными гораздо чаще, чем более длительные процессы, например гидродинамика.