Materials Studio

一、软件介绍

Materials Studio是一款由美国Accelrys公司开发的新一代材料计算软件，专为材料科学领域的研究者设计，能够运行在PC上进行各种模拟研究。以下是对它的具体介绍：

1. 软件简介

定义与用途：Materials Studio是一款专门为材料科学领域研究者开发的可运行在PC上的模拟软件，旨在帮助解决当今化学和材料工业中的一系列重要问题。

操作平台：支持Windows 98、2000、NT、Unix以及Linux等多种操作系统，使得不同平台的用户都能使用该软件进行研究。

2. 功能模块

Materials Visualizer：提供搭建分子、晶体及高分子材料结构模型所需的所有工具，是Materials Studio产品系列的核心模块。

COMPASS：支持对凝聚态材料进行原子水平模拟的强大力场，能够在广泛的温度、压力范围内预测孤立体系或凝聚态体系中各种分子的结构、构象、振动及热物理性质。

Amorphous Cell：允许建立无定型系统的代表性模型，并对主要性质进行预测，研究内聚能密度、状态方程行为等。

Reflex：模拟晶体材料的X光、中子以及电子粉末衍射图谱，帮助确定晶体结构并解析衍射数据。

DMol3：独特的密度泛函量子力学程序，可以模拟气相、溶液、表面及固体等过程及性质。

CASTEP：先进的量子力学程序，广泛应用于陶瓷、半导体、金属等多种材料的研究，包括晶体材料的性质、表面和表面重构的性质等。

3. 应用领域

材料科学研究：用于构建、显示和分析分子、固体及表面的结构模型，研究、预测材料的相关性质。

工业应用：广泛应用于石化、化工、制药、食品、石油、电子、汽车和航空航天等工业部门。

4. 优势特点

用户友好界面：采用Microsoft标准用户界面，方便用户通过各种控制面板直接对计算参数和计算结果进行设置和分析。

高度模块化：用户可以自由定制、购买自己的软件系统，以满足研究工作的不同需要。

跨平台兼容：支持多种操作系统，使得用户可以在不同的计算环境中使用Materials Studio进行研究。

Materials Studio是一个功能强大的材料计算软件，它不仅提供了丰富的模块来满足不同研究领域的需求，还具有高度的用户友好性和灵活性。无论是学术研究还是工业应用，Materials Studio都能提供强有力的支持。

二、培训内容

针对Materials Studio软件的常用模块进行教学，包括分子建模、优化、分子动力学计算，同时介绍Materials Studio中的各分析模块使用功能。具体内容如下：

Materials Visualizer

1、建模、分析、可视化工具

2、Materials Visualizer其它独立的应用

3、灵活的3D分子画图工具

4、全面的对称性工具，如分子或晶体对称性的发现

5、特定的晶体、聚合物、表面、层和界面建模工具

6、画分子片断，具有包括金属有机物在内的全面的分子库

7、高质量的图形，灵活的显示

8、工业标准文件的全面支持

9、Volumetric数据的创建、显示和分析isosurfaces,slices,fields

Forcite 模块(MD)

Forcite是先进的分子力学和分子动力学模拟程序，支持多种分子力场，对各种体系均适用，随着计算机软硬件的发展，近年来备受重视，其研究领域包括：

1、计算径向分布函数，取向关联函数和散射曲线测量距离、角度和旋转半径的分布。

2、给出特定成分的浓度曲线绘制温度、压力、体积、应力以及单胞参数给出分子力学和分子动力学模拟的势能及其组成项、动能和总能量值材料力学性质研究以及相关函数。

3、大量分子体系的内聚能密度和溶解性参数对于估算自扩散系数的均方位移和速度相关函数研究润滑剂及润滑能力的限制性剪切模拟在学习表中观察并绘制轨迹数据，按任意性质排序，如按能量排序，找到最低能量构型。

具体案例介绍：

案例1：电子封装吸湿特性的分子动力学研究

案例2：分子筛中的吸附及扩散行为的分子动力学模拟

案例3：腐蚀介质在缓蚀剂膜中扩散行为的分子动力学模拟

DMoL3模块(DFT)

DMoL3 可以模拟气相、溶液、表面及固体等过程及性质，应用于化学、材料、化工、固体物理等许多领域，研究分子结构、分子反应、均相催化、多相催化等。

案例1：Orbitals - 预测反应性

案例2：过渡态搜索