纳米级金的性质与块状金的性质显着不同。特别感兴趣的是金纳米团簇，其由数十至数百个金原子组成。许多这样的簇结构是已知的并且可以原子精度合成。本论文的目的是应用分子动力学模拟研究不同环境中金纳米团簇的性质。模拟显示金纳米团簇可以通过不同的相互作用与病毒结合，并且相互作用的强度取决于pH条件。
金纳米团簇在医学中的适用性被广泛研究。在Jyväskylä大学，他们的使用已经在病毒成像中得到证实。金纳米团簇通常由被不同分子的保护层覆盖的金核组成。因此，保护层基本上决定了金纳米团簇如何与其环境相互作用。此外，可以通过调整保护层中分子的类型来改变金纳米团簇的性质。
M.Sc Emmi Pohjolainen在芬兰Jyväskylä大学的论文的目的是通过分子动力学模拟研究不同环境中的不同金纳米团簇。分子动力学模拟是系统研究中的既定工具，其特性和动力学需要以原子精度进行研究，同时保持计算时间的合理性。
虽然分子动力学模拟已广泛用于生物分子的研究，但它们在金属纳米团簇研究中的应用相对稀少。本论文的第一个目标是开发和验证参数，以便模拟这样的系统。此后，这些参数也被Jyväskylä大学以外的其他团体使用过。
酸度控制着金纳米团簇与病毒的结合
所有模拟结果基本上都需要与实验数据相关联。一方面，实验结果可以通过模拟结果来补充，另一方面，可用的实验信息需要用于验证模拟的良好性。本论文所进行的模拟包括例如通过构建具有覆盖有60个金纳米团簇的完整病毒衣壳的系统来模拟与病毒相互作用的金纳米团簇。该系统包含大约350万个原子，并且在原子尺度上是一个非常大的系统来模拟。
结果表明，金纳米团簇可能通过不同方式与病毒相互作用，这些相互作用的强度取决于pH条件。该信息可能将来用于需要结合病毒表面上特定位置的成像和药物分子的设计。还模拟了不同类型的药物分子与病毒的结合，并且将结合强度与金纳米团簇的结合强度进行了比较。
在本论文中，还模拟了以前通过实验观察到的金纳米团簇自组装成薄片或球状结构。模拟显示这种超结构的稳定性取决于溶剂条件和簇表面上的电荷分布。因此，可以通过改变溶剂和pH条件来控制自组装或拆卸。该性质可用于例如药物载体分子中。