materials studio是一款材料計(jì)算軟件，可以幫助用戶進(jìn)行仿真建模，軟件中提供了拳套模擬功能，你可以進(jìn)行量子，原子，中尺度，統(tǒng)計(jì)等等模擬仿真，對(duì)實(shí)驗(yàn)中需要用到的每個(gè)原子進(jìn)行構(gòu)建，做出合適的模擬仿真。

軟件介紹

Materials Studio官方版是一款高效仿真建模軟件，這款軟件非常的專業(yè)，集成了分子領(lǐng)域的多個(gè)建模方法，是一款建?？梢暬治龉ぞ?。讓科研研究人員可以通過這款軟件來預(yù)測(cè)和理解分子在其結(jié)構(gòu)與特性之間的行為關(guān)系。

軟件有著先進(jìn)的技術(shù)，用戶可以通過這款軟件來模擬各種材料，通過材料的各項(xiàng)特性、屬性以及性能等都可以在軟件中實(shí)現(xiàn)重新組合，能夠更好的幫主用戶們理解分子與原子之間的結(jié)構(gòu)以及宏觀之間的插一下，從而解決材料在研發(fā)中碰到的各種困難。BIOVIA Materials Studio 2019相比于2018版，增加了許多全新的功能，讓研究領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)展。

軟件功能

1、通過“虛擬篩選”候選材料變化來減少與物理測(cè)試和實(shí)驗(yàn)相關(guān)的成本和時(shí)間。

2、加速創(chuàng)新過程-比物理測(cè)試和實(shí)驗(yàn)更快地開發(fā)出性能更好，更具可持續(xù)性和成本效益的新材料。

3、更好地了解原子和分子結(jié)構(gòu)與材料特性和行為之間的關(guān)系。

4、DS BIOVIA Materials Studio 2018通過采用計(jì)算材料科學(xué)作為實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充，強(qiáng)大的材料信息學(xué)能力。

5、與BIOVIA Pipeline Pilot的Materials Studio Collection以及MaterialsScript API共享自動(dòng)化和最佳實(shí)踐。

6、Materials Studio提供了來自量子，原子，中尺度，統(tǒng)計(jì)，分析和結(jié)晶工具的全套模擬功能。 其廣泛的解決方案使研究人員能夠評(píng)估各種粒徑和時(shí)間尺度的材料，以便更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)性能并在最短的時(shí)間內(nèi)評(píng)估性能。

7、化學(xué)家，聚合物科學(xué)家和其他材料科學(xué)家使用材料可視化工具可以更快，更輕松地提高生產(chǎn)率，而材料可視化工具是用于材料建模和仿真的最簡(jiǎn)單易用且最完整的圖形用戶環(huán)境。 材料可視化器提供了構(gòu)建，操縱和查看分子，晶體材料，表面，聚合物和中尺度結(jié)構(gòu)模型的功能。 它還支持各種Material Studio模擬，并具有通過圖像，動(dòng)畫，圖形，圖表，表格和文本數(shù)據(jù)可視化結(jié)果的功能。 還可以通過MaterialsScript API訪問Materials Visualizer中的大多數(shù)工具，從而使專家用戶可以創(chuàng)建自定義功能并自動(dòng)執(zhí)行重復(fù)性任務(wù)。

Materials Visualizer的Microsoft Windows客戶端可與多種Windows和Linux服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)一起使用，以提供高度響應(yīng)的用戶體驗(yàn)。

軟件特色

1、加速創(chuàng)新

與單獨(dú)的測(cè)試和實(shí)驗(yàn)相比，該軟件使材料科學(xué)家和研究團(tuán)隊(duì)能夠更快，更高效地開發(fā)新的，性能更好，成本更高的材料。

2、降低成本

Materials Studio 2019客戶表示，引入新材料所需的實(shí)驗(yàn)數(shù)量減少了10倍。

3、提高效率

通過創(chuàng)建可重用的建模和模擬協(xié)議，自動(dòng)執(zhí)行重復(fù)或繁瑣的建模任務(wù)。

4、協(xié)作

捕獲和分享專家知識(shí)和方法，使計(jì)算科學(xué)在組織和地理范圍內(nèi)更加一致。

5、解決您最棘手的問題

BIOVIA的專家科學(xué)家團(tuán)隊(duì)確保及時(shí)提供支持和專業(yè)知識(shí)，幫助解決材料科學(xué)中最具挑戰(zhàn)性的問題。

建立晶胞教程

在軟件中可以直接進(jìn)行晶體的建立，首先需要先知道晶體的結(jié)構(gòu)，然后在軟件中根據(jù)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行創(chuàng)建，很多用戶不知道晶體的創(chuàng)建方法，下面小編為大家?guī)砭唧w的方法介紹，以MoS2為例，為大家?guī)硗暾膭?chuàng)建過程。

1、首先，要從晶體庫或文獻(xiàn)中找到MoS2晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)

2、新建一個(gè)3D Atomistic文件

3、選擇build crystal，出現(xiàn)輸入晶體參數(shù)的對(duì)話框

4、在space group 中輸入晶體類型，在Lattice Parameters中輸入邊長(zhǎng)和角度

5、點(diǎn)擊build，晶胞就建好了

怎么添加原子

在晶體模型的制作時(shí)，都需要用到原子，不斷的對(duì)原子進(jìn)行添加或者刪除操作，很多的用戶不知道怎么去進(jìn)行操作，下面小編為大家?guī)碓拥奶砑雍蛣h除方法，快來一起看看吧。

1、點(diǎn)擊Add Atoms添加原子

2、點(diǎn)擊旁邊的下拉選項(xiàng)，找到元素周期表，找到Mo原子

3、輸入Mo的原子坐標(biāo)，添加好Mo原子，同樣方法，添加S原子

怎么畫苯環(huán)

苯環(huán)是一個(gè)比較特殊的苯分子的結(jié)構(gòu)，該分子呈平面正六邊形，由氫原子和碳原子組成，在軟件中想要畫出一個(gè)完整的苯環(huán)需要一定的技巧，有順序的進(jìn)行操作，下面小編為大家?guī)肀江h(huán)的畫法。

1、如圖所示，找到sketch ring按鈕并點(diǎn)擊。然后在3D Atomistic對(duì)話框中輕輕點(diǎn)擊，一個(gè)六元環(huán)骨架就建立了。

2、按住左鍵，拖動(dòng)鼠標(biāo)，選中整個(gè)六元環(huán)。

3、找到上方Modify Bond Type按鈕，點(diǎn)擊旁邊倒三角箭頭。

4、選擇Partial Double Bond。

5、如圖所示，點(diǎn)擊Adjust Hydrogen，向苯環(huán)骨架添加氫原子。

6、如圖所示，點(diǎn)擊clean。至此一個(gè)苯環(huán)分子就建立好了。

更新日志

反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模塊更新

新模塊：Kinetix 模塊

模塊的特點(diǎn)：

1. 晶體表面的化學(xué)物理過程模擬

2. 動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅方法

3. 具備原子尺度的空間分辨率

4. 可模擬的時(shí)間尺度可與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相當(dāng)

模塊的應(yīng)用：

a) 催化劑表面的化學(xué)反應(yīng)

b) 溫度遞升脫附

c) 表面有序化的模擬

d) 電池電極表面的反應(yīng)

Cantera 模塊

1) Cantera 模塊的 CSTR(連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器)計(jì)算任務(wù)中加入了敏感性分析。此項(xiàng)新功能使用戶能夠判斷出反應(yīng)鏈中最關(guān)鍵的步驟，減少不重要的副反應(yīng)，為復(fù)雜的具有多步反應(yīng)機(jī)理的模擬節(jié)省時(shí)間。

2) 新增一個(gè)能夠模擬程序升溫脫附 (Temperature Programmed Desorption) 的功能

3) 新增在 Cantera 中引入第三方反應(yīng)機(jī)理的功能

量子力學(xué)模塊更新

CASTEP 模塊

1) 新增預(yù)調(diào)制的 LBFGS 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法

可以有效地減少多自由度，多原子體系的結(jié)構(gòu)優(yōu)化步數(shù)，提升結(jié)構(gòu)優(yōu)化效率

2) 有限位移方法計(jì)算聲子散射譜和態(tài)密度的效率提高

3) 新的超胞選取方法以及插值方法的引入加速了力常數(shù)矩陣的求解

4) DFT+U 的方法擴(kuò)展至固體核磁(NMR)的化學(xué)位移計(jì)算

對(duì)于順磁性體系可以選擇 spin polarize 的計(jì)算

DFT+U 不適用于 G-tensor 和 J-coupling 的計(jì)算

拓展了 CASTEP NMR 可以處理的體系范圍，明顯提升含有稀土元素體系的 NMR計(jì)算精度

5) 新增多體色散修正方法 (MBD@rsSCS) 處理長(zhǎng)程弱相互作用

以 TS 為基礎(chǔ)發(fā)展而來，但能更好地描述弱相互作用系統(tǒng)?？梢杂?jì)算原子受力和應(yīng)力;

相對(duì)于 Grimme 、OBS 以及 TS 等雙體修正方法，具有更好的通用性，更高的精度;

支持包括 PBE、PBE0、HSE03 以及 HSE06 等交換相關(guān)泛函。

色散修正支持所有的幾何優(yōu)化和性質(zhì)計(jì)算。

6) 引入 Hybrid OpenMP/MPI 并行方法，減少內(nèi)存占用

7) SOC 的計(jì)算結(jié)果可進(jìn)行密立根布局分析

8) CASTEP 中有限位移計(jì)算振動(dòng)性質(zhì)時(shí)加入了“內(nèi)插法”的選項(xiàng)。