I chimici computazionali del NUS hanno sviluppato un metodo in grado di identificare rapidamente quali interazioni tra gruppi di molecole, o tra parti di una molecola molto grande, sono piccoli e possono essere ignorati. Ciò consente di calcolare le interazioni tra le molecole in modo più efficiente e accurato.

Effetti a più corpi, che si riferiscono al comportamento collettivo di un gran numero di costituenti interagenti, sono necessari per una descrizione accurata sia della struttura che della dinamica di grandi sistemi chimici come una molecola proteica, o descrivendo le proprietà dei solventi polari sfusi. Più spesso, però, questi effetti vengono semplicemente ignorati perché c'è un numero enorme di possibili interazioni tra i vari costituenti e di solito non è ovvio quale di questi avrebbe un effetto significativo. Tipicamente, quando gli effetti a molti corpi vengono ignorati, approssimazioni devono essere fatte nel tentativo di dar loro conto. D'altra parte, dover calcolare tutte le possibili interazioni a molti corpi in grandi sistemi chimici utilizza un'enorme quantità di risorse computazionali.

Un team guidato dal Prof Ryan BETTENS del Dipartimento di Chimica, NUS ha sviluppato un metodo generale in grado di identificare rapidamente un piccolo insieme di interazioni trimero (tre corpi) e tetramero (quattro corpi) responsabili della stragrande maggioranza di questi effetti corporei superiori nei grandi sistemi chimici. Ciò si ottiene determinando in modo rapido e accurato la massima interazione possibile che ogni singolo trimero e tetramero può apportare all'interazione complessiva. Se la massima interazione possibile per un trimero o un tetramero è troppo piccola per dare un contributo significativo all'energia di interazione complessiva in un grande sistema, è ignorato. In questo modo, il numero di calcoli richiesti può essere ridotto di alcuni ordini di grandezza e produrre comunque risultati altamente accurati.

Quando si lavora sul calcolo degli effetti a molti corpi, i ricercatori hanno anche scoperto due cause principali di interazioni significative a molti corpi. Primo, l'induzione a molti corpi si propaga in percorsi non ramificati. Ciò significa che le interazioni tra i corpi avvengono in modo a catena, uno dopo l'altro. Secondo, le disposizioni lineari dei corpi promuovono l'allineamento della polarità molecolare (dipolo di carica) che rafforza le interazioni a molti corpi. Di conseguenza, le molecole tendono ad avere disposizioni lineari compatte ed estese. Le disposizioni compatte sono favorite a causa dei molti brevi percorsi non ramificati che collegano i corpi. Sono preferite anche disposizioni lineari estese in quanto favoriscono l'allineamento dei dipoli.

Il professor Bettens ha detto, "Questo studio fornisce una spiegazione rigorosa su come gli effetti cooperativi (interazioni sinergiche) forniscano una maggiore stabilità nelle eliche, rendendoli una delle strutture più comuni nelle biomolecole. Non solo queste eliche promuovono l'allineamento lineare del dipolo, ma la loro struttura a catena è coerente con il modo in cui si propaga l'induzione a molti corpi".