Materials studio
關注創建者：y砥礪前行 創建時間：2020-10-11
Materials studio的實例教程
跨平臺兼容：支持多種操作系統，使得用戶可以在不同的計算環境中使用Materials Studio進行研究。
Materials Studio是一個功能強大的材料計算軟件，它不僅提供了豐富的模塊來滿足不同研究領域的需求，還具有高度的用戶友好性和靈活性。無論是學術研究還是工業應用，Materials Studio都能提供強有力的支持。
二、培訓方式
本次培訓全程線上授課, 采用一對一或者一對多方式進行, 以視頻方式授課，工程案例講解，答疑，技術交流，學員需要自行準備電腦。
三、培訓對象
需要使用Materials Studio軟件進行科學研究的老師,學生以及其他研究人員.
四、培訓內容
針對Materials Studio軟件的常用模塊進行教學，包括分子建模、優化、分子動力學計算，同時介紹Materials Studio中的各分析模塊使用功能。具體內容如下：
Materials Visualizer
1、建模、分析、可視化工具
2、Materials Visualizer其它獨立的應用
3、靈活的3D分子畫圖工具
4、全面的對稱性工具，如分子或晶體對稱性的發現
5、特定的晶體、聚合物、表面、層和界面建模工具
6、畫分子片斷，具有包括金屬有機物在內的全面的分子庫
7、高質量的圖形，靈活的顯示
8、工業標準文件的全面支持
9、Volumetric數據的創建、顯示和分析isosurfaces,slices,fields
Forcite 模塊(MD)
Forcite是先進的分子力學和分子動力學模擬程序，支持多種分子力場，對各種體系均適用，隨著計算機軟硬件的發展，近年來備受重視，其研究領域包括：
1、計算徑向分布函數，取向關聯函數和散射曲線測量距離、角度和旋轉半徑的分布。
展開 研究論文發表于《Advanced Materials》時，審稿人特別指出：“Material Studio的多尺度建模流程，讓原子層面的洞察真正具備了工業應用價值。”
在我們的教學案例中，成功的實現了水分子在石英夾層中的自擴散效應，符合實驗預期。
最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
重點
（1）Materials Studio材料模擬軟件計算特點
（2）Materials Studio三維建模/可視化硬件配置推薦
（3）Materials Studio量子力學工作站硬件配置推薦
（4）Materials Studio分子力學與分子動力工作站硬件配置推薦
（一）Materials Studio材料模擬軟件介紹
Materials Studio（簡稱MS）是分子模擬領域內的多種模擬方法以及建模可視化性質分析工具。提供三維結構模型，對各種晶體、無定型以及高分子材料的性質及相關過程進行深入的研究。可以從電子、原子以及高分子的角度去分析物質的結構與性質 利用的主要方法為：以密度泛函為主的量子力學模擬方法、分子力學和分子動力學模擬方法、蒙特卡羅模擬法、介觀動力學(MesoDyn)和耗散粒子動力學（DPD）、統計方法QSAR等多種先進算法和X射線衍射分析等儀器分析方法，根據系統中的原子、分子的類型和數目，研究、預測材料的相關性質。模擬的內容包括了催化劑、聚合物、固體及表面、界面、晶體與衍射、化學反應等材料和化學研究領域的主要課題。
展開 Materials Studio是美國Accelrys公司生產的新一代材料計算軟件。Materials Visualizer模塊提供了搭建分子、晶體及高分子材料結構模型所需要的所有工具，可以操作、觀察及分析結構模型，處理圖表、表格或文本等形式的數據，并提供軟件的基本環境和分析工具以及支持Materials Studio的其他產品，是Materials Studio產品系列的核心模塊。本文將講解異質結建模的一些技巧。
首先，導入石墨烯的結構。在ms自帶的結構數據庫中有一個可以使用的金屬Au結構。然后按照同樣的方法導入第二個結構，在這里以金屬Ag為例。
接著，我們通過Lattice Parameters工具分別查看兩個基本結構的晶胞參數：
接下來就是表面的建立。在軟件中，我們采用Build—Surface—Cleave Surface工具對晶體結構進行切表面處理。
對于石墨烯，我們首先確定切面，該教程中以（0 0 1）面進行講解。點擊cleave即可得到表面。對于金，我們采用同樣的切表面的方式進行切表面處理，又以金是是矩形面，我們只需要設置暴露晶面即可。我們通過Lattice Parameters工具分別查看兩個基本表面的晶胞參數
我們可以看出，Au和Ag的（001）晶面的參數分別是4.0857和4.0783，像差很小（10%），我們可以直接采用Build—Build Layer工具進行異質結結構的搭建。在Dedine Layers 面板選擇兩個表面，注意此時兩個表面結構應該激活。點擊Matching面板，我們可以選擇以Layer 1，Layer 2或者平均值作為構建的基準。點擊Build即可得到組合后的結構。
展開 因此，運用Materials Studio軟件對于膽堿類低共熔溶劑中的氯化膽堿（ChCl）與丙二酸（MA）進行模型搭建與計算。
主要步驟如下：1.利用Materials Studio畫圖面板畫出氯化膽堿與丙二酸分子模型（如圖1），并應用Dmol3進行模型優化得到最穩定的優化構型并計算前線分子軌道性質（如圖2）以及態密度（如圖3）。 2.將氯化膽堿與丙二酸放入同一面板中應用Dmol3進行相互作用計算得到氯化膽堿-丙二酸低共熔溶劑分子構型（ChCl-MA）（如圖4），得到穩定構型后可以進行徑向分布函數性質分析（如圖5）。
Materials studio的相關專題、標簽、搜索
Materials studio的最新內容
在Material Studio軟件中，我們可以通過構建W/O界面，并在足夠的動力學模擬來解釋其在分子層面上的運動行為。通過分子動力學的模擬，可以像“超高倍顯微鏡”一樣，實時、原位地追蹤單個分子或離子在油-水界面及油膜中的擴散、穿梭和吸附/脫附過程。同時，在模擬過程中，可以研究不同邊界條件下水油界面中油包水液滴的運動行為。
Smith評價道：“傳統實驗只能提供擴散速率的平均值，而Material Studio的模擬結果讓我們第一次‘看到’局部微區中分子的聚集與離散過程，這對設計高精度過濾膜至關重要。”
Material Studio的核心優勢在于其整合了量子力學、分子力學與介觀尺度的多層次算法。
關鍵詞：Materials Studio，DFT，castep，介電常數
今天介紹一下如何用CASTEP計算靜介電常數（static permittivity）。
導入構型?
首先新建一個project，然后導入SiO2的結構文件。
正十六烷的結構可以用Gview或者Materials studio進行構建，如圖1所示：
圖1 正十六烷的分子結構
用Packmol軟件構建800個水分子和50個正十六烷分子在5.0*5.0*5.0nm盒子中的均勻混合體系，Packmol輸入文件如圖2所示：
圖2 Packmol 輸入文件
建好的初始模型如圖3所示：
圖
計算方法：本文所有模擬工作均由 Accelrys 公司開發的Materials Studio 軟件包完成，力場為 COMPASS力場，它能夠準確給出孤立體系和凝聚態的結構與性質。
三、培訓對象
需要使用Materials Studio軟件進行科學研究的老師,學生以及其他研究人員.
四、培訓內容
針對Materials Studio軟件的常用模塊進行教學，包括分子建模、優化、分子動力學計算，同時介紹Materials Studio中的各分析模塊使用功能。
為了滿足科研工作者對材料性能更深入、更精細的研究需求，我們推出了一款基于Perl語言的Material Studio模擬腳本。這款腳本能夠高效模擬材料的拉伸-斷裂過程，幫助科學家們在計算機中重現實驗場景，從而更深入地理解材料在受力過程中的行為。
該腳本通過強大的算法和精確的物理模型，能夠模擬材料在不同條件下的拉伸過程，包括應力-應變關系、微觀裂紋的萌生與擴展等關鍵參數。
關鍵詞：
Materials Studio，分子動力學模擬，均方位移，界面聚合
通過界面聚合制備納濾膜的方法廣泛應用與膜分離技術領域。該篇工作通過研究PIP單體在水中和PIP在PPTA水和中擴散的分子動力學模擬。
本次分享專注于Materials Studio的學術研究和工業應用，旨在以基礎研究創新來驅動新能源材料科學行業的發展。
文獻通過Materials Studio軟件模擬計算，采用分子動力學中的徑向分布函數（RDF）研究TBP對不同金屬離子(Li+ , Na+ , K+ , Mg2+)的內在相互作用強度。
