material studio(模拟)
计算机材料设计materialsstudio教程
计算机材料设计materialsstudio教程1. 介绍材料科学与工程是一门跨学科领域，涉及到物理、化学、工程等多个学科的知识。
在材料研究中，计算机模拟和设计已经成为一种常见的方法。
材料Studio是一款用于材料设计和模拟的软件，广泛应用于材料科学领域。
本教程将介绍材料Studio的基本使用方法，以及在材料设计方面的应用。
2. 安装和启动在开始使用材料Studio之前，首先需要进行软件的安装。
可以通过官方全球信息湾下载安装包，根据指示进行安装。
安装完成后，双击图标启动软件。
3. 界面介绍材料Studio的界面分为多个模块，如建模模块、分子动力学模块等。
用户可以根据需要选择不同的模块进行操作。
在界面的顶部是菜单栏和工具栏，通过菜单栏可以打开新的文件、保存文件、进行模拟等操作。
在界面的中部是主要的视图区域，用户可以在这里进行模拟的展示和操作。
在界面的底部是状态栏，显示了当前软件的状态信息。
4. 材料建模材料Studio提供了丰富的建模功能，用户可以通过拖拽、旋转等操作来建立各种不同的材料模型。
在建模过程中，可以选择不同的原子结构、周期表元素等，还可以进行原子的排列和连接。
建模完成后，可以对材料进行优化，并进行力场计算等操作。
5. 分子动力学模拟分子动力学模拟是材料研究中常用的方法，可以模拟材料的微观结构和动力学行为。
材料Studio提供了强大的分子动力学模拟功能，用户可以在软件中设置模拟的参数，进行分子动力学的模拟。
在模拟过程中，可以观察材料的变化，了解材料的热力学和力学性质。
6. 导入和导出数据在材料研究中，通常需要对模拟的数据进行分析和处理。
材料Studio 可以方便地导入和导出数据，用户可以将模拟结果导出为文本文件、图像文件等格式，方便后续的数据分析。
还可以导入实验数据进行对比分析，帮助验证模拟的结果。
7. 实例分析为了更好地理解材料Studio的使用方法和应用，下面我们以某一具体材料的模拟和分析为例，进行实例分析。
materialsstudio伞形采样模拟
materialsstudio伞形采样模拟材料工作室（Materials Studio）是一种用于模拟材料性质的计算软件，它可以进行伞形采样模拟，即利用分子动力学方法模拟复杂体系的结构和性质。
下面将按照列表的方式介绍这个软件的特点和应用。
一、材料工作室的特点：1. 材料建模：材料工作室可以根据原子坐标、键长、键角等信息，构建复杂的材料模型，包括晶格、表面、纳米材料等。
2. 原子间相互作用：软件内置了多种分子力场模型，可以模拟原子间的非键相互作用，如范德华力、库伦相互作用等。
3. 平衡结构：通过能量最小化算法，材料工作室可以得到材料的平衡结构，包括平衡晶格参数、原子位置等。
4. 热力学性质：软件可以计算材料的热力学性质，如自由能、熵、热膨胀等，从而预测材料的相变行为。
5. 力学性质：通过应变-应力关系，材料工作室可以计算材料的力学性质，如弹性模量、屈服强度等。
二、材料工作室的应用领域：1. 材料设计：材料工作室可以通过模拟不同组分的材料，预测其结构和性质，从而指导材料的设计和合成。
2. 界面和表面：软件可以模拟材料的表面和界面，研究其结构、吸附性质以及与其他材料的相互作用。
3. 纳米材料：材料工作室可以研究纳米材料的结构和性质，包括纳米金粒子、纳米线等，有助于揭示纳米尺度效应的物理机制。
4. 光电材料：软件可以模拟光电材料的能带结构、光吸收、光发射等性质，为光电器件的设计和优化提供理论指导。
5. 催化材料：材料工作室可以研究催化材料的表面吸附、反应机理等，有助于设计高效的催化剂。
三、材料工作室的优势：1. 灵活性：材料工作室支持多种计算方法和力场模型，可根据需求选择合适的方法和参数进行模拟。
2. 准确性：软件的计算结果与实验数据吻合度较高，可以提供精确的材料性质预测。
3. 用户友好性：材料工作室具有直观的图形界面和丰富的后处理功能，使得模拟过程和结果的分析更加方便和直观。
4. 并行计算：材料工作室支持并行计算，可以利用多个处理单元加速计算速度，节省时间和资源。
分子模拟方法及模拟软件MaterialsStudio在高分子材料中的应用
分子模拟方法及模拟软件MaterialsStudio在高分子材料中的应用高分子材料是当今工业界和科学界中的一种重要材料，广泛应用于各个领域。
为了进一步了解高分子材料的性质和行为，探究人员接受了许多不同的方法进行探究。
其中，分子模拟方法是一种有效的工具，可用于猜测高分子材料的结构、动力学和性质。
二、分子模拟方法1. 分子动力学模拟分子动力学模拟是分子模拟方法中最常用的方法之一。
它通过模拟分子系统中原子之间的互相作用，通过求解牛顿方程来探究粒子在给定势场中的运动行为。
这种方法可以模拟高分子材料的力学性质、热力学性质和动态行为。
2. 蒙特卡洛模拟蒙特卡洛模拟是一种基于概率统计方法的模拟方法。
它通过随机生成分子的构象，计算系统的能量，然后依据一定的概率准则来决定是否接受这个构象。
通过大量的随机试验，蒙特卡洛模拟可以得到高分子材料的平衡态性质和相变行为。
三、MaterialsStudio软件介绍MaterialsStudio是由Accelrys公司（此刻是Biovia公司的一部分）开发的一款功能强大的分子模拟软件。
它提供了许多用于高分子材料模拟的工具和模块，包括分子动力学模拟、蒙特卡洛模拟、量子力学计算等。
通过MaterialsStudio软件，探究人员可以模拟高分子材料的结构、性质和行为。
四、MaterialsStudio在高分子材料中的应用1. 高分子材料的结构模拟MaterialsStudio软件可以进行高分子材料的结构模拟。
通过分子动力学模拟，探究人员可以了解高分子材料的构象分布、空间排布和互相作用。
通过蒙特卡洛模拟，探究人员可以得到高分子材料的稳定结构和相变行为。
这些模拟结果可以援助探究人员理解高分子材料的结构特征，指导高分子材料的设计和合成。
2. 高分子材料的热力学性质模拟MaterialsStudio软件可以进行高分子材料的热力学性质模拟。
通过分子动力学模拟，探究人员可以计算高分子材料的力学性质、热胀缩性和热导率等热力学性质。
Materials Studio介绍
Materials Studio介绍materialsstudio介绍Materialstudio是专门为材料科学模拟而设计的。
它可以轻松地建立三维分子模型，深入分析有机和无机晶体、非晶态材料和聚合物。
它可以在催化剂、聚合物、固体化学、晶体学、晶体粉末衍射和材料性质等材料科学研究领域进行性能预测、聚合物建模和X射线衍射模拟，操作灵活方便，最大限度地利用了网络资源。
discover：分子力学和动力学程序。
基于力场计算出最低能量构型、分子体系的结构和动力学轨迹等。
反射：模拟晶体材料的X射线、中子、电子和其他粉末衍射图案。
DMOL3：密度泛函程序，可用于研究均相催化、多相催化、分子反应性、分子结构等。
它还可以预测溶解度、蒸汽压、配分函数、溶解热、混合热等性质。
castep：量子力学程序，应用于陶瓷、半导体、金属等多种材料，可研究晶体材料的性质、表面和表面重构的性质、表面化学、电子结构（能带及态密度）、晶体的光学性质、点缺陷性质（如空位、间隙或取代掺杂）、延展缺陷（晶粒间界、位错）、体系的三维电荷密度及波函数等。
materialsstudio3.1版加入的nmrcastep模块能够可靠地模拟任何材料的nmr化学屏蔽张量和四极耦合常数。
vamp：半经验的分子轨道程序，适用于有机和无机的分子体系。
材料研究。
1.新功能：1.castep可以使用超软赝势(usp)计算导电体系2.dmol3可进行周期性模型的cosmo溶剂化计算3.纳米技术联盟使用户能够对大规模系统进行量子力学模拟4.加入线性标度dft程序onetep，和qm/mm程序qmeramaterialsstudio4.2新增功能：1.吞咽增强：使用位置工具创建自己的力场；计算光学特性（反射率、折射率、介电常数）2.到gaussian03的接口：设定和提交任务；监视计算；显示分子，分子轨道和电荷密度；与materialsstudio的其它模块交换结构，电荷和hessian。
Material Studio建模
铁基块体非晶合金-纳米晶转变的动力学模拟过程Discover模块1 原子力场的分配在使用Discover模块建立基于力场的计算中，涉及几个步骤。
主要有：选择力场、指定原子类型、计算或指定电荷、选择non-bond cutoffs。
在这些步骤中，指定原子类型和计算电荷一般是自动执行的。
然而，在某些情形下需要手动指定原子类型。
原子定型使用预定义的规则对结构中的每个原子指定原子类型。
在为特定的系统确定能量和力时，定型原子使工作者能使用正确的力场参数。
通常，原子定型由Discover使用定型引擎的基本规则来自动执行，所以不需要手动原子定型。
然而，在特殊情形下，人们不得不手动的定型原子，以确保它们被正确地设置。
图 3-11）计算并显示原子类型：点击Edit→Atom Selection，如图所示弹出对话框，如图所示从右边的…的元素周期表中选择Fe，再点Select，此时所建晶胞中所有Fe原子都将被选中，原子被红色线圈住即表示原子被选中。
再编辑集合，点击Edit→Edit Sets，如图所示弹出对话框见图，点击New...，给原子集合设定一个名字。
这里设置为Fe，则3D视图中会显示“Fe”字样，再分配力场：在工具栏上点击Discover按钮，从下拉列表中选择Setup，显示Discover Setup对话框，选择Typing选项卡。
图3-2 Discover Setup对话框Typing选项卡在Forcefield types里选择相应原子力场，再点Assign（分配）按钮进行原子力场分配。
注意原子力场中的价态要与Properties Project里的原子价态（Formalcharge）一致。
2力场的选择1）Energy力场的选择：力场是经典模拟计算的核心，因为它代表着结构中每种类型的原子与围绕着它的原子是如何相互作用的。
对系统中的每个原子，力场类型都被指定了，它描述了原子的局部环境。
力场包括描述属性的不同的信息，如平衡键长度和力场类型对之间的电子相互作用。
软件天地丨MaterialsStudio，具有超超超强的模拟设计能力
软件天地丨MaterialsStudio，具有超超超强的模拟设计能力对于一直坚持“以市场为导向、以品质为追求、以服务为根本、以技术为支撑”，打造成为技术先进、功能齐全、服务一流的国际化超算中心来说，不断提高科技能力，引进创新技术是中心向世界一流品牌迈进的可见性动作。
因此，自深圳超算中心创立以来，为了给广大用户提供更完美的技术服务，我中心陆续引进了一系列全新的高性能计算软件，为高性能计算注入强大的能量源，最终达成价值最大化的效果。
今天，我们首先要认识的是这个软件—Materials Studio，是美国Accelrys公司专门为材料科学领域研究者所设计的一款可运行在PC 上以及超级计算机上的超强材料模拟软件。
Materials Studio软件提供了界面友好的模拟环境，研究者可对各种小分子、纳米团簇、晶体、非晶体以及高分子材料的性质及相关过程进行深入的研究。
软件采用的是先进的模拟计算思想和方法，如量子力学、线性标度量子力学、分子力学等先进的算法和分析方法。
用户通过利用Materials Studio软件科学的研究和先进的计算方法，得到切实可靠的数据，并能够方便地建立三维分子模型，深入的分析有机、无机晶体、无定形材料以及聚合物。
Materials Studio软件可构建和表征无定型或晶态高分子模型，预测包括共混行为、力学行为、高分子和简单流体的相共存、透性、密度、粘附和介观结构等在内的重要性质。
对于评估某种特定高分子对特定用途的适用性或者将所需性质设计到新的高分子材料中，这些工具就显得非常有用了。
深圳超算看中的是Material Studio多种先进的算法能够综合运用从而化身为一个强有力的模拟工具，能让超算中心客户体验到高科技技术，不管是性质预测、聚合物建模还是X射线衍射模拟，都可以通过一些简单易学的操作来得到切实可靠的数据，帮助客户解决当今科学研究上一系列重要问题。
Material Studio软件支持Windows和Linux操作平台，深圳超算的客户能够根据自己的研究情况，选择合适的模块进行计算，以满足特定领域研究需求。
materials studio 转动能计算
一、介绍Materials Studio软件Materials Studio软件是由Accelrys公司开发的一款基于计算机模拟的材料科学软件。
它可以用于分子动力学模拟、量子化学模拟、晶体结构建模、晶体生长模拟等多个方面的应用。
其中，转动能计算是Materials Studio软件中的一个重要功能，可以用于研究分子或晶体中分子的转动特性。
二、分子转动能计算的原理分子转动的能量可以由转动的惯性矩和角速度计算得到。
在分子模拟中，可以通过计算分子的转动能来分析其在空间中的运动特性。
Materials Studio软件利用分子动力学模拟的方法，将分子看作由原子组成的刚体，通过在一定时间范围内不断更新原子的位置和速度来模拟整个分子的运动。
在此基础上，可以通过计算得到分子的旋转能量，进而得到分子转动的特性参数。
三、分子转动能计算的步骤1. 导入分子结构：首先需要在Materials Studio软件中导入要进行转动能计算的分子结构，可以是有机分子、无机分子或其他类型的分子。
2. 设置模拟参数：在导入分子结构之后，需要设定模拟的参数，包括模拟的时间范围、温度、压力等条件。
这些参数将影响到模拟结果的准确性和可靠性。
3. 进行分子动力学模拟：在设置好模拟参数之后，可以开始进行分子动力学模拟，模拟过程中会不断更新分子结构的位置和速度，并记录下分子在空间中的运动轨迹。
4. 计算转动能量：通过对模拟结果进行处理和分析，可以得到分子的转动能量。
这一过程需要利用复杂的物理数学方法和算法来实现，是Materials Studio软件中的核心功能之一。
5. 分析结果：可以对计算得到的转动能量进行分析，得出相应的结论和研究成果。
这些结果可以帮助科学家深入理解分子的转动特性，为材料科学研究提供重要的参考和指导。
四、分子转动能计算的应用1. 蛋白质结构研究：蛋白质是生物体中重要的功能分子，其结构和构象的研究对理解生物体的生理功能具有重要意义。
material studio详细介绍
一、Accelrys材料科学软件的主要应用领域包括：- 固体物理及表面化学- 催化、分离与化学反应- 高分子及软材料- 纳米材料- 材料表征与仪器分析- 晶体与结晶- QSAR (定量构效关系) 与配方设计Accelrys(美国)公司是世界领先的计算科学公司，是一系列用于科学数据的挖掘、整合、分析、模建与模拟、管理和提交交互式报告的智能软件的开发者，是目前全球范围内唯一能够提供分子模拟、材料设计、化学信息学和生物信息学全面解决方案和相关服务的软件供应商，所提供的全面解决方案和科技服务满足了当今全球领先的研究和开发机构的要求。
Accelrys材料科学软件产品提供了全面和完善的模拟环境，可以帮助研究者构建、显示和分析分子、固体、表面和界面的结构模型，并研究、预测材料的结构与相关性质。
Accelrys的软件是高度模块化的集成产品，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。
Accelrys软件用于材料科学研究的主要产品是Materials Studio分子模拟软件，它可以运行在台式机、各类型服务器和计算集群等硬件平台上。
Materials Studio分子模拟软件广泛应用在石油、化工、环境、能源、制药、电子、食品、航空航天和汽车等工业领域和教育科研部门；这些领域中具有较大影响的跨国公司及世界著名的高校、科研院所等研究机构几乎都是Accelrys产品的用户。
Materials Studio分子模拟软件采用了先进的模拟计算思想和方法，如量子力学（QM）、线性标度量子力学(Linear Scaling QM)、分子力学(MM)、分子动力学(MD)、蒙特卡洛(MC)、介观动力学(MesoDyn)和耗散粒子动力学（DPD）、统计方法QSAR(Quantitative Structure - Activity Relationship )等多种先进算法和X射线衍射分析等仪器分析方法；模拟的内容包括了催化剂、聚合物、固体及表面、界面、晶体与衍射、化学反应等材料和化学研究领域的主要课题。
material studio详细介绍要点
一、Accelrys材料科学软件的主要应用领域包括：- 固体物理及表面化学- 催化、分离与化学反应- 高分子及软材料- 纳米材料- 材料表征与仪器分析- 晶体与结晶- QSAR (定量构效关系) 与配方设计Accelrys(美国)公司是世界领先的计算科学公司，是一系列用于科学数据的挖掘、整合、分析、模建与模拟、管理和提交交互式报告的智能软件的开发者，是目前全球范围内唯一能够提供分子模拟、材料设计、化学信息学和生物信息学全面解决方案和相关服务的软件供应商，所提供的全面解决方案和科技服务满足了当今全球领先的研究和开发机构的要求。
Accelrys材料科学软件产品提供了全面和完善的模拟环境，可以帮助研究者构建、显示和分析分子、固体、表面和界面的结构模型，并研究、预测材料的结构与相关性质。
Accelrys的软件是高度模块化的集成产品，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。
Accelrys软件用于材料科学研究的主要产品是Materials Studio分子模拟软件，它可以运行在台式机、各类型服务器和计算集群等硬件平台上。
Materials Studio分子模拟软件广泛应用在石油、化工、环境、能源、制药、电子、食品、航空航天和汽车等工业领域和教育科研部门；这些领域中具有较大影响的跨国公司及世界著名的高校、科研院所等研究机构几乎都是Accelrys产品的用户。
Materials Studio分子模拟软件采用了先进的模拟计算思想和方法，如量子力学（QM）、线性标度量子力学(Linear Scaling QM)、分子力学(MM)、分子动力学(MD)、蒙特卡洛(MC)、介观动力学(MesoDyn)和耗散粒子动力学（DPD）、统计方法QSAR(Quantitative Structure - Activity Relationship )等多种先进算法和X射线衍射分析等仪器分析方法；模拟的内容包括了催化剂、聚合物、固体及表面、界面、晶体与衍射、化学反应等材料和化学研究领域的主要课题。
material studio详细介绍
一、Accelrys材料科学软件的主要应用领域包括：- 固体物理及表面化学- 催化、分离与化学反应- 高分子及软材料- 纳米材料- 材料表征与仪器分析- 晶体与结晶- QSAR (定量构效关系) 与配方设计Accelrys(美国)公司是世界领先的计算科学公司，是一系列用于科学数据的挖掘、整合、分析、模建与模拟、管理和提交交互式报告的智能软件的开发者，是目前全球范围内唯一能够提供分子模拟、材料设计、化学信息学和生物信息学全面解决方案和相关服务的软件供应商，所提供的全面解决方案和科技服务满足了当今全球领先的研究和开发机构的要求。
Accelrys材料科学软件产品提供了全面和完善的模拟环境，可以帮助研究者构建、显示和分析分子、固体、表面和界面的结构模型，并研究、预测材料的结构与相关性质。
Accelrys的软件是高度模块化的集成产品，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。
Accelrys软件用于材料科学研究的主要产品是Materials Studio分子模拟软件，它可以运行在台式机、各类型服务器和计算集群等硬件平台上。
Materials Studio分子模拟软件广泛应用在石油、化工、环境、能源、制药、电子、食品、航空航天和汽车等工业领域和教育科研部门；这些领域中具有较大影响的跨国公司及世界著名的高校、科研院所等研究机构几乎都是Accelrys产品的用户。
Materials Studio分子模拟软件采用了先进的模拟计算思想和方法，如量子力学（QM）、线性标度量子力学(Linear Scaling QM)、分子力学(MM)、分子动力学(MD)、蒙特卡洛(MC)、介观动力学(MesoDyn)和耗散粒子动力学（DPD）、统计方法QSAR(Quantitative Structure - Activity Relationship )等多种先进算法和X射线衍射分析等仪器分析方法；模拟的内容包括了催化剂、聚合物、固体及表面、界面、晶体与衍射、化学反应等材料和化学研究领域的主要课题。
materials_studio软件介绍
计算实例 ——FTBC-C4自组装大分子单点能计算和几何优化
2）Electronic设置 如图 SCF——自洽迭代 精度：0.001 迭代周期：300圈
计算实例 ——FTBC-C4自组装大分子单点能计算和几何优化
（2）计算性质选择： Electron density-电子密度 Orbitals：电子轨道分布 （3）Run：提交任务
• 计算实例
——GaAs光学性质计算
（5）结果分析：
选择需要分析的
光学性质参数，
进行Calculate， 然后进行View。
• 计算实例
——GaAs光学性质计算
我们可以把Castep分析得到的数据copy到Origin里面作 图，这样比较容易分析。
选择Castep模块的 calculation设置参数 对话框：
1）setup：Task
• Geometry Optimization—几何 优化
•
交换关联能：GGA-PBE
• 计算实例
——GaAs光学性质计算 2)Electronic设置:
• 截断能：350eV
• K点：4*4*4 • SCF—自洽迭代
精度：0.00002
迭代周期：100 3)Run：提交任务
• 计算实例
——GaAs光学性质计算 • 结构优化：选 择Castep模块 的 Analysis设 置参数对话框， 进行Structure 分析。
• 计算实例
——GaAs光学性质计算 （2）优化完成 后进行能量计 算：
选择Castep模块 的 calculation设 置参数对话框：
2）Electronic设置 如图 SCF——自洽迭代 精度：0.0001 迭代周期：600圈
[调查报告]Materialstudio软件介绍
![[调查报告]Materialstudio软件介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/847eaf2c86c24028915f804d2b160b4e777f8143.png)
单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第四级第五级MaterialsStudio分子模拟软件Materials Studio分子模拟软件Version 2011 Copyright ??2010 Neotrident Technology Ltd. All rights reserved.虚拟―实验‖分子模拟技术CR决定依据REA单击此处编辑母版标题样式ATV单击此处编辑母版副标题样式VIT单击此处编辑母版副标题样式虚拟设计TY虚拟设计表征材料结构以及与结构相关的性质——解释设计材料结构以及与结构相关的性质——预测MaterialsStudio是整合的计算模拟平台??可兼顾科研和教学需求可在大规模机群上进行并行计算Materials Studio是整合的计算模拟平台??全面的应用领域固体物理与表面化学??可在大规模机群上进行并行计算??客户端-服务器计算方式–WindowsLinux-固体物理与表面化学-催化、分离与化学反应-半导体功能材料-金属与合金材料单击此处编辑母版标题样式Windows Linux–最大限度的使用已有IT资源??包含多种计算方法-金属与合金材料-特种陶瓷材料-高分子与软材料-纳米材料单击此处编辑母版副标题样式–DFT及半经验量子力学–线形标度量子力学–分子力学纳米材料-材料表征与仪器分析-晶体与结晶-构效关系研究与配方设计单击此处编辑母版副标题样式分子力学–QM/MM方法–介观模拟统计方法构效关系研究与配方设计-……–统计方法–分析仪器模拟–……MMaterials aterials SStudio??tudio??MenuToolbar单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式View单击此处编辑母版副标题样式Job statusJobsusMMaterials aterials SStudio??tudioMaterialsVisualizer??Castep??Dmol3??Onetep??Qmera??VAMP单击此处编辑母版标题样式??Forcite plus??Gulp??COMPASSAhCll单击此处编辑母版副标题样式??Amorphous Cell??Equilibria??SorptionAdtiLt单击此处编辑母版副标题样式??Adsorption Locator??DPD??MesoDyn??Mesocite??Mesocite??QSAR??Reflex plus??XcellXcell??Polymorph Predictor??Morphology……模块介绍单击此处编辑母版标题样式模块介绍单击此处编辑母版副标题样式单击此处编辑母版副标题样式CASTEP是领先的固态DFT程序??使用平面波赝势??由Cambridge大学Mike Payne教授发布CASTEP 是领先的固态DFT程序??每年发表的数百篇论文其研究领域包括晶体材料结构优化性质究半导体陶瓷金属分子筛等单击此处编辑母版标题样式??晶体材料结构优化及性质研究半导体、陶瓷、金属、分子筛等??表面和表面重构的性质、表面化学??电子结构能带、态密度、声子谱、电荷密度、差分电荷密度及轨道波函分析等单击此处编辑母版副标题样式??晶体光学性质??点缺陷性质如空位、间隙或取代掺杂、扩展缺陷晶体晶界、位错??磁性材料研究单击此处编辑母版副标题样式??材料力学性质研究??材料逸出功及电离能计算??STM图像模拟STM图像模拟??红外/拉曼光谱模拟声子谱和声子态密度EELS谱图??反应过渡态计算??动力学方法研究扩散路径??动力学方法研究扩散路径MS5.5 —CASTEP的新功能的新功能1.用于提高计算效率的Express参数设置用于提高计算效率的p参数设2.用于修正范德瓦耳斯力的DFTD技术3LDAU用于结构优化单击此处编辑母版标题样式3.LDAU用于结构优化4.Norm-conserving赝势的正式更新单击此处编辑母版副标题样式5.Raman光谱分析中引入对入射光源波数的设定6EELS分析中引入spinorbitalcoupling修正单击此处编辑母版副标题样式6.EELS分析中引入spin-orbital coupling修正7.CPU 数目的动态调整功能。
《2024年MaterialsStudio软件在计算化学和计算材料学课程教学中的应用》范文
《MaterialsStudio软件在计算化学和计算材料学课程教学中的应用》篇一一、引言随着科技的进步和计算机性能的飞速提升，计算化学和计算材料学已成为化学、材料科学等学科领域中不可或缺的辅助研究工具。
Materials Studio软件作为一款功能强大的计算模拟软件，在科研和教学领域都得到了广泛的应用。
本文将探讨MaterialsStudio软件在计算化学和计算材料学课程教学中的应用，分析其在教学中的优势和挑战，并提出相应的建议。
二、Materials Studio软件概述Materials Studio是一款集成了多种计算模拟方法的软件，能够模拟各种材料的行为，如分子动力学、量子力学、多尺度模型等。
通过Materials Studio软件，教师和学生可以在教学过程中开展研究，帮助学生理解和掌握材料学中的理论和方法。
该软件提供了直观的用户界面，使研究人员可以轻松构建和操作三维结构模型，并执行各种模拟和分析任务。
三、Materials Studio在计算化学教学中的应用1. 理论教学：在计算化学课程中，教师可以利用Materials Studio软件展示分子结构和性质，帮助学生理解量子力学原理和分子间相互作用。
通过软件的模拟功能，学生可以直观地观察分子的电子云分布、键能等性质。
2. 实验辅助：Materials Studio软件可以模拟实验过程和结果，帮助学生更好地理解实验原理和操作方法。
例如，通过模拟化学反应过程，学生可以了解反应机理和反应条件对产物的影响。
3. 实践项目：教师可以引导学生使用Materials Studio软件进行课题研究，如设计新型材料、优化合成条件等。
通过实践项目，学生可以加深对计算化学理论和方法的理解，提高实践能力。
四、Materials Studio在计算材料学教学中的应用1. 材料结构分析：通过Materials Studio软件，学生可以分析材料的微观结构、原子间的相互作用等。
分子模拟Material_Studio介绍_图文(精)
Introduction to Materials Studio Training ManualVersion 2008COPYRIGHT:Copyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.This product (software and/or documentation is furnished under a License Agreement and may be used only in accordance with the terms of such agreement.TRADEMARK:The registered trademarks or trademarks of Accelrys Software Inc. include but are not limited to: ACCELRYS®, ACCELRYS & Logo®, ACCELRYS SCIENTIFIC BUSINESS INTELLIGENCE, ACCORD, BIOSYM, CAN, COMPUTER AIDED NANODESIGN®, COMPUTER AIDED NANOTECHNOLOGY, CATALYST®, CERIUS®, CERIUS2®, CHARMM®, CHEMEXPLORER®, CNX, DIAMOND DISCOVERY, DISCOVER®, DISCOVERY STUDIO®, DIVA®, FLEXSERVICES®, GCG®, INSIGHT II®, INSIGHT®, MACVECTOR, MATERIALS STUDIO®, MSI Logo, QUANTA, SCIENTIFIC BUSINESS INTELLIGENCE, SCITEGIC®, , SEQFOLD®, SEQLAB®, SEQWEB®, TOPKAT®, TSAR®, WEBKIT, WISCONSIN PACKAGE, X-PLOR®. 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For example:Accelrys Software Inc., Discovery Studio Modeling Environment, Release x.x, San Diego: AccelrysSoftware Inc., 2007.Request for Permission to Reprint and AcknowledgmentAccelrys may grant permission to republish or reprint its copyrighted materials. Requests should be submitted to Accelrys Scientific Support, either through electronic mail to support-us@, or in writing to:Accelrys Scientific & Technical Support10188 Telesis Court, Suite 100San Diego, CA 92121Please include an acknowledgement "Reprinted with permission from Accelrys Software Inc., Document name, Month Year, Accelrys Software Inc., San Diego." For example:Reprinted with permission from Accelrys Software Inc., Discovery Studio User Guide, June 2007, Accelrys Software Inc., San Diego.Product Roadmap DisclaimerThis presentation and/or any related documents contains statements regarding our plans or expectations for future features, enhancements or functionalities of current or future products (collectively "Enhancements". Our plans or expectations are subject to change at any time at our discretion. Accordingly, Accelrys is making no representation,undertaking no commitment or legal obligation to create, develop or license any product or Enhancements. The presentation, documents or any related statements are not intended to, nor shall, create any legal obligation upon Accelrys, and shall not be relied upon in purchasing any product. Any such obligation shall only result from a written agreement executed by both parties. In addition, information disclosed in this presentation and related documents, whether oral or written, is confidential or proprietary information of Accelrys. It shall be used only for the purpose of furthering our business relationship, and shall not be disclosed to third parties.Introduction to Materials Studio Copyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.INTRO 1Copyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Part I: What is Materials Studio? (DemoLet’s draw a molecule!We open a new document and select 3D Atomistic.Copyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.We draw 4 carbon atomsClick the Sketch Atombutton and make sure C is the selected elementClick 4 times in the document (left mouse button to draw the 4 atoms and then click Esc to stop drawing.Right-click in the 3D atomistic document opensClick on Display Style and changeit to “Stick”.Copyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.We draw a double-bondOption 1Option 2Option 1: Click the Sketch Atom Button and hover with the cursorover the bond you want to modify until it changes to turquoise. Then click once (left mouse button to change it to a double bond.Option 2: Click the Selection Tool and left-click on the bond you want tochange. It will turn yellow. Then select the Modify Bond Type button and on the pull-down menu select Double-Bond.Copyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.We draw a ringsaturated aromaticAlt +To draw a saturated ring, click the Sketch Ring tool and select 6 member from the pull-down menu. Hover with the cursor over the C atom you want to attach the ring to and when it changes colour to turquoise click once the left mouse button.To draw an aromatic ring, click the Sketch Ring tool and select 6 member from the pull-down menu. Hover with the cursor over the C atom you want to attach the ring toand when it changes colour to turquoise hold down the Alt key and click once the left mouse button.Copyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.We draw a carbon atom and change it to oxygen First we draw a new C-C bond: Click the Sketch Atombutton and make sure Cis the selected elementClick on the carbon on the left of the double bond and sprout a bond. Click Esc to stop drawing.Then click the selection tool and select the newly drawn carbon atom. Click the Modify Element button. You will find the possibility to select some elements straight away, but you also can choose the option Periodic Table.We choose periodic table and click on the element symbol for oxygen and Ok. When you remove the highlight of the atom you previously marked by clicking somewhere in the 3D-atomistic document, you will find that the carbon atom was replaced by an oxygen atom.Copyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Let’s add some hydrogen atoms!Click the Adjust hydrogenbutton!Copyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.A more reasonable geometryThe clean button give the molecule a reasonable geometry;i.e. it corrects the angles, bond lengths, recognises that the saturated ring has a chair conformationBUT it does not do a geometry optimisation!!Copyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Type of FilesCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Menu IFile MenuEdit MenuCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved. Menu IIView MenuCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Toolbar IStandard ToolbarCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Toolbar IISketching ToolbarSketchAtomSketch Ring SketchFragment Measure/Change CleanAdjust Hydrogen ModifyElementModify BondsCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Toolbar III3D-viewer ToolbarZoomTranslation RecenterCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.TOOLSAtom Volumes & Surfaces:Connolly surface, Solvent surfacesFind Equivalent Atoms:The Find Equivalent Atoms dialog allows you to match atoms in one 3D model document with the equivalent atoms in another document. Atom matching is necessary in order to determine a reaction pathway using the Reaction Previewdialog.Reaction Preview:The Reaction Preview dialog allows you to interpolate between the reactant and the product of a chemical reaction in order to obtain a reaction pathway. The interpolated pathway is determined geometrically, using Linear Synchronous Transit (LST. The results of the interpolation can be used for transition state searching with, for example,DMol3.Copyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Individual SettingsSome tools in the Materials Visualizer and all Materials Studio modules have default settings for certain parameters.These settings are created when you change the parameters in question from their default values and then save the project.The allowsyou to create a template project containing your preferred settings for new projects and also to share yourtool and module settings betweendifferent projects.Copyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Individual SettingsC:\Documents and Settings\asimperler\Application Data\Accelrys\Materials Studio\4.1\Templates\Normal.stpCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Build PolymersCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Build aHomopolymer Copyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved. Build Block CopolymerCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Build Random CopolymerCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.DendrimerCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Define a repeat unitCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Branch PointsCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Build CrystalsCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Build crystalsCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Build CrystalsCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Tools for building nanostructures with the Materials VisualizerCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Building single or multi-wall nanotubes Copyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Building multi-wall nanotubes Copyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Nanocluster Builders • Wide range of shapes• E lement substitution function (linear, quadratic or exponential along symmetry directions. • Vacancy function.• Optional capping ofbroken bondsCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved. Nanocluster BuildersCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Nanocluster BuildersCopyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Copyright ©2008, Accelrys Software Inc. All rights reserved.Part II: Case StudiesTowards Improved Zinc Corrosion Inhibitors -Understanding the Role of Silaneson ZnO-I Outline:The aim is to produce coatings which prevent corrosion of zinc as zinc oxide forms as a thin film under atmospheric conditions.The behaviour of three silanemolecules [1] on ZnOoxide surfaces has been studied. Amorphous Cell was used to create solvent-silane cells which are placed on the oxidesubstrate.[1] The silanesthiolpropyl trihydroxysilane (left, aminopropyl trihydroxysilane (center and octyltrihydroxy silane (right were studied as the degree of polarity on the tail varies and hence can be used to understand the role of the tail on the dominant configurations found on the surface. The simulations were run for 1 ns using approximately ten different starting configurations with Discover using the COMPASS forcefield.References1. A. Kornherr, S. Hansal, W. E. G. Hansal, J. O. Besenhard, H. Kronberger, G. E.Nauer, and G. Zifferer;J. Chem. Phys. 119 (2003 9719-9728.2. A. Kornherr, S.A. French, A.A. Sokol, C.R.A. Catlow, S. Hansal,W.E. G. Hansal, J.O.Besenhard, H. Kronberger, G.E. Nauer, and G. Zifferer; Chem. Phys. Lett. 393 (2004 107-111.3. A. Kornherr, S. Hansal, W.E.G. Hansal, G.E. Nauer, and G. Zifferer; Macromol. Symp. 217 (2004 295-300.。
Materialstudio软件介绍
Materialstudio软件介绍单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级Materials Studio分子模拟软件Version 2011Copyright ?2010, Neotrident T echnology Ltd. All rights reserved.虚拟“实验”（分子模拟技术）C R E A T V I T Y决定依据单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式虚拟设计表征材料结构，以及与结构相关的性质——解释设计材料结构，以及与结构相关的性质——预测Materials Studio是整合的计算模拟平台可兼顾科研和教学需求? 可在大规模机群上进行并行计算? 客户端-服务器计算方式– Windows Linux Windows, –最大限度的使用已有IT资源–––––––– DFT及半经验量子力学线形标度量子力学分子力学 QM/MM方法介观模拟统计方法分析仪器模拟…… ? 全面的应用领域 - 固体物理与表面化学 - 催化、分离与化学反应 - 半导体功能材料 - 金属与合金材料 - 特种陶瓷材料 - 高分子与软材料 - 纳米材料 - 材料表征与仪器分析 - 晶体与结晶 - 构效关系研究与配方设计- ……单击此处编辑母版标题样式 ? 包含多种计算方法单击此处编辑母版副标题样式Materials Studio?Menu Toolbar单击此处编辑母版标题样式 PropertyView单击此处编辑母版副标题样式Job s us statusProjectMaterials Studio?Materials VisualizerCastep ? Dmol3 ? Onetep ? Qmera ?VAMP ?Forcite plus ? Gulp ? COMPASS ?A Amorphous C ll h Cell ? Equilibria ? Sorption ?Adsorption Locator Ad ti L t ? DPD ? MesoDyn ? Mesocite ?QSAR ? Reflex plus ? Xcell ? Polymorph Predictor ? Morphology ……单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式模块介绍CASTEP 是领先的固态DFT程序使用平面波赝势 ? 由Cambridge大学Mike Payne教授发布 ? 每年发表的数百篇论文其研究领域包括：晶体材料结构优化性质究半导体陶瓷金属分子筛等晶体材料结构优化及性质研究（半导体、陶瓷、金属、分子筛等）? 表面和表面重构的性质、表面化学? 电子结构（能带、态密度、声子谱、电荷密度、差分电荷密度及轨道波函分析等）? 晶体光学性质? 点缺陷性质（如空位、间隙或取代掺杂）、扩展缺陷（晶体晶界、位错）? 磁性材料研究 ? 材料力学性质研究 ? 材料逸出功及电离能计算 ? STM图像模拟 ? 红外/拉曼光谱模拟；声子谱和声子态密度；EELS谱图； ? 反应过渡态计算 ? 动力学方法研究扩散路径单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式MS5.5 —CASTEP的新功能的新功能1. 用于提高计算效率的Express参数设置；用于提高计算效率的 p 参数设； 2. 用于修正范德瓦耳斯力的DFT+D技术； 3. LDA+U用于结构优化； 3 LDA U用于结构优化单击此处编辑母版标题样式4. Norm-conserving赝势的正式更新；5. Raman光谱分析中引入对入射光源波数的设定；单击此处编辑母版副标题样式6. EELS分析中引入spin-orbital coupling修正 6 EELS分析中引入spin orbital coupling修正；7. CPU 数目的动态调整功能。
Material studio介绍
material studio介绍1、诞生背景美国Accelrys公司的前身为四家世界领先的科学软件公司――美国Molecular Simulations Inc.(MSI)公司、Genetics Computer Group(GCG)公司、英国Synopsys Scient ific系统公司以及Oxford Molecular Group(OMG)公司，由这四家软件公司于2001年6月1日合并组建的Accelrys公司，是目前全球范围内唯一能够提供分子模拟、材料设计以及化学信息学和生物信息学全面解决方案和相关服务的软件供应商。
Accelrys材料科学软件产品提供了全面完善的模拟环境，可以帮助研究者构建、显示和分析分子、固体及表面的结构模型，并研究、预测材料的相关性质。
Accelrys的软件是高度模块化的集成产品，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。
Accelrys软件用于材料科学研究的主要产品包括运行于UNIX工作站系统上的Cerius2软件，以及全新开发的基于PC 平台的Materials Studio软件。
Accelrys材料科学软件被广泛应用于石化、化工、制药、食品、石油、电子、汽车和航空航天等工业及教育研究部门，在上述领域中具有较大影响的世界各主要跨国公司及著名研究机构几乎都是Accelrys 产品的用户。
2、软件概况Materials Studio是专门为材料科学领域研究者开发的一款可运行在PC 上的模拟软件。
它可以帮助你解决当今化学、材料工业中的一系列重要问题。
支持Windows 98、2000、NT、Unix以及Linux等多种操作平台的Materials Studio 使化学及材料科学的研究者们能更方便地建立三维结构模型，并对各种晶体、无定型以及高分子材料的性质及相关过程进行深入的研究。
多种先进算法的综合应用使Materials Studio成为一个强有力的模拟工具。
《2024年MaterialsStudio软件在计算化学和计算材料学课程教学中的应用》范文
《MaterialsStudio软件在计算化学和计算材料学课程教学中的应用》篇一一、引言随着计算机科学的快速发展，计算化学和计算材料学已经成为化学和材料科学领域的重要组成部分。
作为新兴的科研工具，MaterialsStudio软件为该领域提供了强大的技术支持。
在高校的教学中，如何有效结合MaterialsStudio软件，为学生提供理论与实践相结合的学习体验，已经成为一项重要的教学任务。
本文将探讨MaterialsStudio软件在计算化学和计算材料学课程教学中的应用。
二、MaterialsStudio软件简介MaterialsStudio是一款集成了多种计算化学和材料科学模拟方法的软件，它为科研人员提供了全面的建模、模拟和分析工具。
其核心功能包括量子化学计算、分子动力学模拟、第一性原理计算等，这些功能在化学、物理、材料科学等领域都有广泛应用。
三、MaterialsStudio软件在计算化学教学中的应用1. 增强学生对理论知识的理解：通过使用MaterialsStudio软件进行量子化学计算和分子模拟，学生可以更直观地理解化学反应的机理和分子间的相互作用力，从而增强对理论知识的理解。
2. 提高学生实验技能：利用MaterialsStudio软件进行虚拟实验，学生可以在没有实际实验条件的情况下进行实验操作，提高实验技能。
同时，软件提供的模拟结果可以帮助学生更好地理解实验结果。
3. 培养科研能力：通过使用MaterialsStudio软件进行科研课题的研究，学生可以了解科研的基本流程和方法，培养科研能力。
同时，学生可以将自己的研究成果与实际科研项目相结合，提高研究水平。
四、MaterialsStudio软件在计算材料学教学中的应用1. 帮助学生理解材料性能：通过使用MaterialsStudio软件进行材料性能的模拟和分析，学生可以更深入地理解材料的性能和结构之间的关系，从而为后续的材料设计和应用提供依据。