Os químicos computacionais da NUS desenvolveram um método que pode identificar rapidamente quais interações entre grupos de moléculas, ou entre partes de uma molécula muito grande, são pequenos e podem ser ignorados. Isso permite que as interações entre as moléculas sejam calculadas de forma mais eficiente e precisa.

Efeitos de muitos corpos, que se referem ao comportamento coletivo de um grande número de constituintes interagindo, são necessários para uma descrição precisa da estrutura e dinâmica de grandes sistemas químicos, como uma molécula de proteína, ou descrevendo as propriedades de solventes polares em massa. Mais frequente, Contudo, esses efeitos são simplesmente ignorados porque há um grande número de possíveis interações entre os vários constituintes e geralmente não é óbvio qual deles teria um efeito significativo. Tipicamente, quando os efeitos de muitos corpos são ignorados, aproximações devem ser feitas na tentativa de explicá-los. Por outro lado, ter que computar todas as possíveis interações de muitos corpos em grandes sistemas químicos usa uma grande quantidade de recursos computacionais.

Uma equipe liderada pelo Prof Ryan BETTENS do Departamento de Química, A NUS desenvolveu um método geral que pode identificar rapidamente um pequeno conjunto de interações de trímero (três corpos) e tetrâmero (quatro corpos) que são responsáveis ​​pela grande maioria desses efeitos corporais superiores em grandes sistemas químicos. Isso é obtido determinando com rapidez e precisão a interação máxima possível que cada trímero e tetrâmero individual pode fazer para a interação geral. Se a interação máxima possível para um trímero ou tetrâmero for muito pequena para fazer uma contribuição significativa para a energia de interação geral em um sistema grande, é ignorado. Desta maneira, o número de cálculos necessários pode ser reduzido em algumas ordens de magnitude e ainda produzir resultados altamente precisos.

Ao trabalhar na computação para efeitos de muitos corpos, os pesquisadores também descobriram duas causas principais para interações significativas entre muitos corpos. Primeiro, a indução de muitos corpos se propaga em caminhos não ramificados. Isso significa que as interações entre os corpos acontecem em forma de cadeia, um após o outro. Segundo, arranjos lineares de corpos promovem o alinhamento da polaridade molecular (dipolo de carga) que reforça as interações entre muitos corpos. Como resultado, as moléculas tendem a ter arranjos lineares compactos e estendidos. Arranjos compactos são favorecidos por causa dos muitos caminhos curtos sem ramificação que conectam os corpos. Arranjos lineares estendidos também são preferidos, pois favorecem o alinhamento dipolo.

O professor Bettens disse:"Este estudo fornece uma explicação rigorosa sobre como os efeitos cooperativos (interações sinérgicas) fornecem estabilidade aprimorada em hélices, tornando-os uma das estruturas mais comuns em biomoléculas. Não apenas essas hélices promovem o alinhamento dipolo linear, mas sua estrutura em cadeia é consistente com a maneira como a indução de muitos corpos se propaga. "