Pada Bidang
Fisika
Implementasi
komputasi modern di bidang Fisika adalah Computational Physics yang mempelajari
suatu gabungan antara Fisika, Komputer Sains dan Matematika Terapan untuk
memberikan solusi pada “Kejadian dan masalah yang kompleks pada dunia nyata”
baik dengan menggunakan simulasi juga penggunaan Algoritma yang tepat.
Pemahaman Fisika pada teori, eksperimen dan komputasi haruslah sebanding. Agar
dihasilkan solusi numerik dan visualisasi atau pemodelan yang tepat untuk
memahami masalah Fisika. Untuk melakukan pekerjaan seperti evaluasi integral,
penyelesaian persamaan differensial, penyelesaian persamaan simultan, mem-plot
suatu fungsi/data, membuat pengembangan suatu seri fungsi, menemukan akar
persamaan dan bekerja dengan bilangan kompleks yang menjadi tujuan penerapan
Fisika komputasi. Banyak perangkat lunak ataupun bahasa yang digunakan, seperti
: MatLab, Visual Basic, Fortran, Open Source Physics (OSP), Labview,
Mathematica, dan lain sebagainya digunakan untuk pemahaman dan pencarian solusi
numerik dari masalah-masalah pada Fisika komputasi.
Pada Bidang Kimia
Penelitian
kimia dengan alat komputer pada era 1950-an dimulai dengan kajian hubungan
struktur kimia dengan aktivitas fisiologi dari senyawa. Salah satu ahli kimia
yang berjasa besar dalam bidang ini adalah John Pople yang berhasil
mengkonversi teori-teori fisika dan matematika ke dalam kimia melalui program
komputer. Metode kimia komputasi memungkinkan para kimiawan melakukan penentuan
struktur dan sifat suatu sistem kimia dengan cepat. Bidang yang sangat terbantu
dengan perkembangan kimia komputasi adalah bidang kristalografi. Dua peneliti
dalam bidang kimia komputasi telah memenangkan hadiah Nobel bidang sains pada
tahun 1998 yaitu Walter Kohn dengan teori fungsional kerapatan (Density
Functional Theory, DFT) dan John A. Pople yang telah berjasa dalam mengembangkan
metoda komputasi dalam kimia kuantum. Mereka telah memberi peluang para
kimiawan mempelajari sifat molekul dan interaksi antar molekul. John Pople
telah mengembangkan kimia kuantum sebagai suatu metoda yang dapat digunakan
oleh hamper semua bidang kimia dan membawa kimia ke dalam era baru yaitu
eksperimen dan teori dapat bekerja bersama dalam mengekplorasi sifat sistem
molekular. Salah satu produk program komputasi kimia yang dihasilkan oleh Pople
adalah GAUSSIAN.
· Ruang
lingkup Kimia Komputasi
Mekanika Statistika
Mekanika
statistika adalah cara matematika untuk mengekstrapolasi sifat termodinamika
dari materi secara keseluruhan (bulk) berpijak pada gambaran molekular dari
materi. Banyak mekanika statistik masih dalam tataran metoda kertas dan pensil,
karena ahli mekanika kuantum belum dapat menyelesaikan persamaan Schroedinger
secara eksak hingga sekarang sehingga ahli mekanika statistik tidak mempunyai
titik awal untuk mengembangkan metoda penyelesaiannya. Perhitungan mekanika
statistika sering dilakukan pada akhir perhitungan ab initio terhadap sifat
fasa gas. Untuk sifat fasa terkondensasi, sering perhitungan dinamika molecular
diperlukan dalam rangka melakukan eksperimen komputasi. Salah satu metoda
mekanika statistika yang banyak digunakan dalam kimia komputasi adalah Monte
Carlo. Dengan metoda Monte Carlo, kita dapat mendapatkan gambaran tentang
struktur dan energi dalam keseimbangan, tetapi tidak dapat memberikan gambaran
dinamika atau sifat yang bergantung pada waktu.
Termodinamika
Termodinamika
adalah satu dari sekian banyak penjelasan kimia matematis yang telah dibangun.
Sering kali perlakuan termodinamika didapatkan dengan kerja kertas dan pensil
karena banyak aspek kimia dapat dijelaskan secara akurat dengan pernyataan
matematika yang sederhana. Perhitungan kimia komputasi akan dapat membantu
penyelesaian penghitungan besaran termodinamika, terutama akan sangat berguna
jika kita berhadapan dengan molekul-molekul yang besar.
Hubungan
struktur dan sifat
Salah satu
penerapannya adalah pada desain obat. Desain obat adalah proses iterasi yang
dimulai dengan penentuan senyawa yang menunjukkan sifat biologi yang penting
dan diakhiri dengan langkah optimasi, baik dari profil aktivitas maupun
sintesis senyawa kimia. Tanpa pengetahuan yang lengkap tentang proses biokimia
yang bertanggungjawab terhadap aktivitas biologis, hipotesis desain obat pada
umumnya didasarkan pada pengujian kemiripan struktural dan pembedaan antara
molekul aktif dan tak aktif. Kombinasi antara strategi untuk mensintesis dan
uji aktivitasnya dapat menjadi sangat rumit dan memerlukan waktu yang lama
untuk sampai pada pemanfaatan obat. Untuk itu dikembangkan pendekatan teoritis
yang dapat menghitung secara kuantitatif tentang hubungan antara aktivitas
biologis terhadap perubahan struktur senyawa yang dikenal dengan istilah QSAR
Perkembangan lanjut dari QSAR adalah QSAR tiga dimensi, CoMFA (Comparative
Molecular Field Analysis). Dalam metoda CoMFA, efek sterik, elektrostatik, luas
permukaan dari molekul dihubungkan pada deskripsi molekular spesifik
(substituen).
Sumber:
http://3baimbamaboy.blogspot.co.id/2016/04/penerapan-komputasi-modern.html
http://apramesywary.blogspot.co.id/2016/03/tugas-softskill-1-implementasi-komputasi.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar