How to do a good research in computational chemistry

assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh…

Latar belakang aku menulis artikel ini adalah untuk memberikan gambaran logis bagaimana sebuah riset itu seharusnya dilakukan ? Why ? karena dalam satu minggu ini aku melihat beberapa orang yang tidak secara sistematis melakukan riset.

Oke, kali ini aku tidak akan memulai dari mencari latar belakang permasalahan karena biasanya sudah diberikan oleh dosen hehešŸ˜›. aku mulai dari menyusun desain riset yang logis saja.

1. Hal yang pertama kali kita lakukan adalah review jurnal, baca literatur yang berkaitan dengan riset kita ? Mengapa ? agar dalam menyusun metodologi penelitian kita tidak serampangan. apa yang kita cari dari jurnal ? Yang paling mendasar adalah MENGAPA MEREKA MELAKUKAN RISET TERSEBUT. ini penting karena akan memberikan motivasi yang kuat bagi kita untuk melakukan riset, pernahkah kita berpikir “sebenarnya apa yang kukerjakan ini untuk apa sih ?”

2. Setelah kita menemukan motivasi yang kuat untuk melakukan hal tersebut, maka langkah kedua adalah baca jurnal lagi. Hah ? Kali ini kita menginjak bagaimana metode yang mereka gunakan sehingga memperoleh hasil tersebut. ingat pahami baik-baik metode yang mereka gunakan. INGAT ADA BERAGAM METODE DALAM KIMIA KOMPUTASI, MISALNYA UNTUK DFT ADA GGA, LSDA, HYBRID FUNGSIONAL, META-GGA, KALAU KAMU COBA SATU SATU, KAMU MAU LULUS KAPAN ? Daripada membuang-buang waktu percuma, lebih baik kita melakukan studi literatur terlebih dahulu.

dalam sebuah publikasi tidak secara detail teknis metode akan dijelaskan. sehingga kalian perlu mencari tutorial di internet. hal ini penting agar hasil yang kalian dapatkan tidak sekedar sampah. Hal inilah yang ingin kutekan kan di sini bahwa meski kalian riset, hal-hal teknis juga perlu kalian ketahui misalnya bagaimana menghasilkan spektra DOS, mem-freeze koordinat di gaussian dll.

review tentang metode penelitian yang digunakan orang lain juga akan memberikan kita pelajaran mengapa mereka menggunakan metode tersebut.

3. Setelah kalian mendapatkan motivasi dan metode penelitian yang akan digunakan maka langkah selanjutnya adalah membuat alur penelitian. Secara umum (Khususnya di AIC) alur penelitianĀ  kimia komputasi selalu diawali dengan validasi metode (meski kalian telah menggunakan metode yang dinyatakan oleh peneliti lain bagus tetap harus validasi metode). Validasi metode kimia komputasi bisa ditinjau dari sistem apa yang sedang kita kerjakan. Misalnya saja kita bekerja dengan struktur kristalin, untuk validasi metode kita harus membandingkan parameter struktural seperti panjang ikatan, sudut ikatan, geometri dengan hasil eksperimen yang diperoleh dari difraksi sinar X, bukan dengan BSSE. BSSE digunakan ketika kita bicara interaksi non ikatan dengan dua basis set yang berbeda. Jika kita bekerja dengan interaksi non ikatan seperti ion logam dengan air, ion logam dengan eter mahkota maka kita harus bicara BSSE.

Salah satu bentuk validasi metode yang baru-baru dikerjakan oleh teman-teman adalah dengan membandingkan dengan data dari 13C-NMR atau 1H-NMR. Mengapa ? Hal ini dikarenakan NMR sensitif terhadap struktur sehingga apabila pergeseran kimia antara hasil komputasi dengan eksperimen sama maka kemungkinan besar geometri struktur yang kita gunakan sudah benar. Permasalahannya adalah bagaimana memasukkan efek medan magnet ke dalam perhitungan komputasi, itu yang sampai sekarang aku kurang tahu..

Setelah kita mendapatkan metode yang valid dan bisa memberikan hasil yang terpercaya, maka langkah selanjutnya adalah bekerja dengan sistem yang kita kaji. Ingat! setiap ide komputasi itu selalu dibatasi dengan kemampuan hardware. Mungkin saja kalian terkesan dengan hasil penelitian kimia komputasi yang ada di ACS, sciencedirect dll. tetapi ingat perangkat komputasi yang mereka miliki jauh lebih tinggi dari yang kita punya, jadi sebaiknya berpikir realistis saja. Salah satu bentuk ke-realistis-an yang biasa digunakan adalah dengan interaksi antara gas dengan kluster logam yang kecil biasanya terdiri dari 3-5 atom. Keuntungan menggunakan model ini adalah kita bisa menggunakan metode kimia komputasi yang akurat karena sistem kecil, lebih mudah dalam mempelajari sifat-sifat elektronik seperti kerapatan elektron, perubahan muatan dan bisa mencoba berbagai macam posisi interaksi. Pendekatan lain yang bisa dicoba (dan masih bisa dikerjakan) adalah dengan pemodelan fasa padat. Hal ini membutuhkan pengetahuan yang lebih dalam mengenai padatan dan fisika. Hasil yang diperoleh akan lebih reliabel karena kita memodelkan tidak dalam fasa gas melainkan dalam fasa padat.

Untuk QSAR, jumlah data yang diperlukan dalam pembuatan deskriptor minimal harus 3x lebih banyak daripada deskriptor yang digunakan, jika menggunakan 3 deksriptor dalam persamaan QSAR berarti paling tidak ada 15 data referens yang digunakan

Oke, kata yang saya tekankan dalam awal tulisan ini adalah membuat alur penelitian yang sistematis. Sistematis di sini berarti memiliki urutan yang logis dan dapat dipertanggungjawabkan secara ilmiah. Kita ambil contoh untuk interaksi antara gas dengan kluster logam, maka secara umum urutan penelitian yang akan dikerjakan adalah sebagai berikut :

1. membuat model kluster logam

2. mengoptimasi model tersebut dengan metode yang valid

3. melakukan interaksi dengan gas dengan kluster logam. (semua panjang ikatan, sudut ikatan dalam kluster logam dibuat tetap)

4. menghitung energi interaksi dengan cara -> energi interaksi = energi kompleks – energi kluster logam sebelum interaksi – energi gas sebelum interaksi

5. melakukan analisis elektronik seperti kerapatan elektron dll.

(bersambung)

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s