刘建川・GROMACS实战｜Genice2一键生成各类冰晶结构文件

大家好，我是刘建川，14年深耕GROMACS分子模拟领域，始终专注分子模拟实战。我将拆解分子模拟核心工具，帮你理清使用技巧、避开操作误区，快速搞定冰晶结构构建。

在前面的推文中“刘建川・GROMACS 实战｜冰晶各种结构简介”，我们介绍了冰晶各种结构。本文重点介绍如何依托Genice2程序，生成各类冰晶的结构文件，适配GROMACS模拟使用。

1、程序安装

使用下面命令可直接一步安装：

sudo pip3 install genice2

该程序依赖于下面这些库： 

networkx>=2.0.dev20160901144005 python^3.9 numpy>=1.26.2 pairlist>=0.5.1.2 cycless>=0.4.2 graphstat>=0.2.1 yaplotlib>=0.1.2 openpyscad>=0.5.0 genice-core>=1.0

如果在运行或者安装过程中提示ModuleNotFoundError: No module named ‘models’这样的错误，说明该库文件没有安装好，可直接使用下面命令指定缺失的模块名称即可：

sudo pip3 install model_name

2、使用方式

生成3x3x3单位的TIP4P水的氢无序冰IV (4)，生成gro文件：

genice2 --water tip4p --rep 3 3 3 4 > ice4.gro

--water tip4p 代表生成tip4p的水，可将tip4p改为spce、tip3p、tip5p等。 

--rep 后面的3 3 3代表晶胞重复单元。最后一个4代表生成冰IV (4)结构。 可修改为：1c即Ic型立方型冰，1h即Ih型六方型冰（大自然最常见的冰结构）。 还可生成诸多其他类型的冰结构，详细信息输入以下命令查看：

genice2 -h

指定输出xyz格式的案例：

genice2 --rep 8 8 8 1h --format xyz > 1hx888.xyz

获得不同氢顺序的冰V晶格，使用**-s**选项指定随机种子，每次修改-s后面的整数可更改H原子的位置，输出cif格式案例：

genice2 5 -s 1024 --format cif > 5-1024.cif

上面的5表示输出冰V结构。

使用**-dens x**选项可以指定生成结构的密度（g/cm³）：

genice2 6 --dens 1.10 --format gro --water tip4p > 6d1.10.gro

上述命令代表生成gro格式的tip4p类型的冰VI，密度设置为1.10 g/cm³。所有命令均可加上--rep指定冰晶胞的大小。

此外，Genice2还可以生成有机物水合物的笼形结构、以及各种插件（如计算RDF、生成png图片等）。