material studio约束分子构型
Materials Studio软件在分子力学中的基础应用
Materials Studio软件在分子力学中的基础应用Materials Studio软件是一款专业的材料模拟软件，广泛应用于材料科学研究领域。
它包括许多功能强大的模块，其中分子力学模拟是其中的一个重要模块。
分子力学模拟是通过对分子的运动进行建模和计算，来研究物质的性质和行为。
这种方法可以帮助研究人员预测材料的性能、设计新材料并深入理解材料的基本特性。
在分子模拟中，原子间的相互作用被近似地描述为势能函数，这些势能函数通常是由实验数据拟合而来。
Materials Studio软件提供了丰富的势能函数库，用户可以根据不同的研究对象选择合适的势能函数进行模拟。
除了势能函数库，Materials Studio还提供了许多优化算法和分子动力学方法，用于分子结构的优化和模拟。
分子力学模拟在新材料设计中扮演着重要的角色。
研究人员可以通过模拟计算，预测新材料的结构和性质，从而辅助实验设计新型材料。
分子力学模拟还可以帮助研究人员理解材料的力学、热学、电学和光学性质，为材料的应用提供重要的理论支持。
通过Materials Studio软件进行分子力学模拟，研究人员可以对材料的结构和性质进行深入的理解。
可以通过模拟计算研究材料的稳定性、断裂行为、热膨胀系数、介电常数等性质。
这种理论计算可以帮助研究人员探索材料的微观机制，为材料的性能优化提供理论指导。
在材料科学研究中，分子力学模拟还可以帮助研究人员研究材料的界面和表面性质。
可以利用分子力学模拟研究材料的表面能、界面结构和粘附性质，为材料的表面改性和界面工程提供理论基础。
除了对材料性质的研究，分子力学模拟还可以用于研究材料的合成和加工过程。
通过模拟计算，研究人员可以优化材料的合成工艺，预测材料的形成机制，并且可以模拟材料的加工过程，研究材料在外力作用下的变形行为。
Materials Studio软件在分子力学模拟中的应用不仅局限于固体材料，还可以应用于液体和气体的研究。
materials studio操作手册
materials studio操作手册Materials Studio是一款功能强大的材料模拟软件，广泛应用于材料科学、化学、物理等领域。
本手册旨在向初学者介绍Materials Studio 的基本操作方法，帮助读者快速上手和熟练使用该软件。
一、软件介绍Materials Studio是由Accelrys公司开发的一款材料模拟软件，提供了多种计算和模拟工具，包括材料结构建模、分子动力学模拟、密度泛函理论计算等。
软件界面简洁直观，操作相对简单，适合初学者学习和使用。
二、软件安装1. 下载Materials Studio安装包，双击运行安装程序。
2. 按照安装向导的提示进行安装，并选择安装路径。
3. 安装完成后，打开软件，输入许可证信息进行激活。
三、材料结构建模1. 打开Materials Studio，点击菜单栏的“建模”选项。
2. 在“建模”界面中，选择所需的建模工具，如“晶体构建”、“分子段构建”等。
3. 根据需要输入所需的参数，如晶体的晶面、晶格常数等。
4. 完成结构建模后，保存并命名该模型。
四、模拟计算1. 在Materials Studio主界面，点击菜单栏的“计算模拟”选项。
2. 在“计算模拟”界面中，选择所需的计算方法，如分子动力学模拟、能带计算等。
3. 根据需要输入所需的参数，如温度、压力、模拟时间等。
4. 点击“开始计算”按钮，等待计算结果的生成。
五、数据分析与可视化1. 根据计算结果，在Materials Studio主界面选择“后处理与分析”选项。
2. 在“后处理与分析”界面中，选择所需的分析工具，如晶体结构分析、能带分析等。
3. 输入相应的参数和选择所需的分析方法。
4. 运行分析工具后，生成分析结果，并通过可视化方式展示。
六、参数优化1. 在Materials Studio主界面，选择“参数优化”选项。
2. 在“参数优化”界面中，选择所需的优化算法，如遗传算法、全局优化算法等。
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®. All other trademarks are the property of their respective owners.Restrictions on Government UseThis is a “commercial” product. Use, re lease, duplication, or disclosure by the United States Government agencies is subject to restrictions set forth in DFARS 252.227-7013 or FAR 52.227-19, as applicable, and any successor rules and regulations.Acknowledgments and ReferencesTo print photographs or files of computational results (figures and/or data obtained using Accelrys software; acknowledge the source in an appropriate format. For example:"Computational results obtained using software programs from Accelrys Software Inc. Dynamics calculations performed with the CHARMm forcefield in Discovery Studio, homology models generated using MODELER, and graphical displays generated with the Discovery Studio Visualizer."To reference an Accelrys Software Inc. publication in another publication, Accelrys Software Inc. is the author and the publisher. 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.。
实验1：Materials_Studio软件简介及基本操作要点
《计算材料学》实验讲义实验一：Materials Studio软件简介及基本操作一、前言1. 计算材料学概述随着科学技术的不断发展，科学研究的体系越来越复杂，理论研究往往不能给出复杂体系解析表达，或者即使能够给出解析表达也常常不能求解，传统的解析推导方法已不敷应用，也就失去了对实验研究的指导意义。
反之，失去了理论指导的实验研究，也只能在原有的工作基础上，根据科研人员的经验理解、分析与判断，在各种工艺条件下反复摸索，反复实验，最终造成理论研究和实验研究相互脱节。
近年来，随着计算机科学的发展和计算机运算能力的不断提高，为复杂体系的研究提供了新的手段。
在材料学领域，随着对材料性能的要求不断的提高，材料学研究对象的空间尺度在不断变小，纳米结构、原子像已成为材料研究的内容，对功能材料甚至要研究到电子层次，仅仅依靠实验室的实验来进行材料研究已难以满足现代新材料研究和发展的要求。
然而计算机模拟技术可以根据有关的基本理论，在计算机虚拟环境下从纳观、微观、介观、宏观尺度对材料进行多层次研究，进而实现材料服役性能的改善和材料设计。
因此，计算材料学应运而生，并得到迅速发展，目前已成为与实验室实验具有同样重要地位的研究手段。
计算材料学是材料科学与计算机科学的交叉学科，是一门正在快速发展的新兴学科，是关于材料组成、结构、性能、服役性能的计算机模拟与设计的学科，是材料科学研究里的“计算机实验”。
计算材料学主要包括两个方面的内容：一方面是计算模拟，即从实验数据出发，通过建立数学模型及数值计算，模拟实际过程；另一方面是材料的计算机设计，即直接通过理论模型和计算，预测或设计材料结构与性能。
计算材料科学是材料研究领域理论研究与实验研究的桥梁，不仅为理论研究提供了新途径，而且使实验研究进入了一个新的阶段。
计算材料学的发展是与计算机科学与技术的迅猛发展密切相关的。
从前，即便使用大型计算机也极为困难的一些材料计算，如材料的量子力学计算等，现在使用微机就能够完成，可以预见，将来计算材料学必将有更加迅速的发展。
MaterialsStudio软件在分子力学中的基础应用
Materials Studio软件在分子力学中的基础应用作者：王宏强来源：《科技资讯》2019年第31期摘 ;要：该文对分子动力学模拟软件Materials Studio（MS）做了简要的介绍，阐述了MS 在分子力学研究领域的基础应用，并诠释了对相关性质预算过程中的理论依据。
以MS对非晶态高聚物玻璃态转变温度预测以及对分子扩散能力的计算依据来看，其已具备较完整的理论机构。
未来MS在分子力学、材料科学等研究方面有其他软件不可取代的作用;同样MS也可用来构建化学分子结构模型，在课堂教学中使用。
关键词：Materials Studio ;分子动力学 ;材料科学 ;玻璃态温度 ;分子扩散中图分类号：TM212 ; 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）11（a）-0017-02任何物质所体现的宏观性质均是由其内部微观结构所决定的，因此对于宏观对象的深入研究必然会涉及到微观分子甚至原子层面。
分子模拟是指计算机进行数值分析的方法，主要包括Monte Cario（蒙特卡洛）法、量子力学法、分子力学以及分子动力学方法。
目前，国内外在分子模拟软件的开发及应用方面步伐极快，软件的升级与模块功能的强化更是日新月异[1]。
Materials Studio是一款国内外应用较广的分子模拟软件，其功能强大，可以用来创建分子结构模型，通过对已建模型结构的分析可以准确预测材料的相关性质。
该文主要介绍了Materials Studio软件在分子动力学模拟过程中的一些用途。
1 ;Materials Studio（MS）软件介绍Materials Studio（MS）是专门针对材料科学领域分子模拟的一款软件，可在Windows、Linux等多种平台上安装运行，研究者可以利用其构建各类分子的三维结构模型，对相关高分子材料、晶体等的性质及相互作用过程进行深入的研究。
在分子模拟领域，MS已经成为一种先进而强有力的模拟运算工具，在分子结构的创建与优化、性质预测及量子力学计算和动力学模拟方面，涵盖了晶体与衍射、固体及表面、聚合物、化学反应等材料与化学的众多领域[2]。
Materials Studio软件常见问题与解答
目 录Q1：为什么使用Discover进行Dynamics计算时，如果设定了Pressure=1GPa，在计算结果中会出现Pressure等于0，而Stress的XX、YY、ZZ方向为1GPa的情况？ (4)Q2：如何在Discover计算中分别对相同环境原子分配不同力场类型？ (4)Q3：如何在CASTEP计算中限制某个原子的移动方向？ (4)Q4：在安装新的MS时，事先没有停掉License Server，在卸载、安装MS后，发现MS的License Server 无法正常启动。
(5)Q5：如何修改Windows或者Linux下的端口号： (5)Q6：如何使用DMol3进行动力学计算？ (6)Q7：如何让Discover程序输出.arc文件？ (7)Q8：如何使用rattle关键词来限制水分子的几何结构？ (7)Q9，如何使用Standalone方式运行DMol程序？ (7)Q10：如何在DMol中加入外界电场？ (7)Q12，如何以Standalone方式运行Discover作业？ (8)Q13：为什么我在QSAR模块中无法找到新加入的Jurs和DMol3描述符？ (8)Q14：如何在DMol模块中，对某一分子只允许其沿着Z方向进行优化，而XY方向则不变？ (8)Q15：如果CASTEP计算过程中断电，怎么能够重新开始计算呢？在Keywords中有两个关键词Reuse 和Continuation，它们有什么差异呢？ (8)Q16：如果我在Cleave一个平面的时候，选择的是(111)面，或者该晶体原来就是一个三斜晶胞，我怎么才能切出一个长方形的表面来呢？ (9)Q17：在使用DMol进行结构优化的时候失败，通过对轨迹的回放发现，整个分子在平面上下进行翻转，并由此导致能量振荡，这种情况应当如何处理？ (9)Q18：如何使用XRD数据快速建立相关的晶体结构。
(9)Q19：如何在DMol中考虑溶剂化效应？ (10)Q20：如何使用MS软件计算高分子的玻璃化温度？ (11)Q21：在使用MS进行计算的时候，中间的xcd文件无法及时更新，而其他文件则能正常显示，为什么？ (12)Q22：怎么样在MesoDyn中加入各种不同的限制？ (12)Q23：MS给出的DOS和能带图不是很清楚，我能不能自己来做图？ (12)Q24：怎么样能让CASTEP在并行计算时更有效？ (12)Q25：在使用DMol计算过渡态结构时，经常会发现出现不止一个虚频，怎么回事？ (13)Q26：怎么在Altix350上安装MS的Castep和DMol的补丁加速运算速度？ (13)Q27：为什么我在Linux下安装license的时候，总是报错呢？ (13)Q28：在使用SGI Altix350，打补丁后运行RunCASTEP.sh –np n seedname的时候，出现错误：MPI：asgetnetinfo_array('(null)') failed : array services not available，怎么解决？ (14)Q29：MS的GFA是怎么对参数进行杂交的？参数多少与内存有无关系？ (14)Q30：DFT方法对计算量和内存的要求是什么样的？ (15)Q31：为什么当DMol3在我机器上运行过的时候，总是出现以下错误：floating-point assist fault？ (16)Q32：在使用DMol3算频率的时候，突然断电了，怎么才能继续算频率呢？ (16)Q33：在Castep模块中，Electronic中的Pseudopotential representation，有Real Space和Reciprocal space，如何取舍？ (17)Q34：如何从Discover的输出文件中查看每桢中原子的坐标以及速率等信息？ (17)Q35：我使用的是Standalone方式进行Castep和DMol3计算，完成后怎么才能看到最终结构和轨迹呢？ (17)Q36：DMol中有TS Conformation也有TS Optimization，应该选取哪一个来搜索过渡态？ (17)Q37：在使用CASTEP进行过渡态（TS）搜索时，当用reaction preview产生一个轨迹文件之后，对该轨迹文件进行TS search 运算时，在本机直接计算可以进行，但是进行save files时，却无法完成提示Unable to set UserID. Trajectory file will be invalid. (18)Q38：在Castep中，怎样输出电荷密度？相关数据的单位是什么？ (18)Q39：如何在Discover中使用BTCL语言进行多步MD计算？ (18)Q40：如何用Dmol3计算Overlay Matrix，并进一步分析？ (21)Q41：如何使用Castep程序计算IR振动，为什么计算老是说不收敛？ (22)Q42：为什么我在手工使用Castep计算能带结构、态密度或者声子谱的时候，程序始终提示没有Check文件？ (22)Q43：Discover的Non-bond中Summation的三种方法有什么区别？ (22)Q44：Castep中的Empty Band有何用处？怎么设置？ (25)Q45：CASTEP中如何控制能带结构的精细程度？ (25)Q46：如何在MS中加入非限制性约束条件，例如约束两个原子间距离？ (26)Q47：如何在DMol3中显示大于999号轨道的Homo和Lumo轨道？ (27)Q1：为什么使用Discover进行Dynamics计算时，如果设定了Pressure=1GPa，在计算结果中会出现Pressure等于0，而Stress的XX、YY、ZZ方向为1GPa的情况？A1：这是由于在进行Dynamics计算时，选用的Ensemble不相同，如果选用了Parrinello方法，将使用Stress来进行判断，此方法允许晶胞形状与大小都发生变化，已形成剪切，从而使内部的Stress 与外部Pressure相等。
Materials Studio的模块
Materials Studio的模块Materials Studio是一个全尺度材料模拟平台。
平台以可视化视窗界面Materials visualizer为核心，在其上共整合了24个功能模块，囊括了量子力学方法、经典模拟方法、介观模拟方法、有限元模拟等各种常见分子模拟方法，以及晶体结构解析、晶体形貌预测、定量构效关系分析等实用工具，实现了从电子结构解析到宏观性能预测的跨尺度研究。
Materials visualizerMaterials visualizer是Materials Studio的图形化界面，也是整个平台的核心。
Materials visualizer的功能包括：●搭建、调整各类三维可视的结构模型，包括晶体、小分子、聚合物、纳米材料、团簇、表界面以及各种缺陷结构；●提供模块参数设置、结果分析的视窗界面；提供结构文件、参数文件以及结果文件的管理界面；提供计算进程的监控界面；●对模拟结果进行各种分析，可与结构模型相结合进行数据的二维、三维显示，可以给出数据的图表，可以对特定的结果进行动画演示或给出矢量图；Materials visualizer的特性包括：●支持多种结构、图形、文本文件格式的输入和输出；●支持不同功能模块间结构数据的共享；●提供Perl语言环境，以及脚本编译工具；●提供不规则多面体表面积、体积的计算工具。
量子力学方法量子力学方法（Quantum Mechanics）是一种能够对材料体系电子结构特点进行解析的方法，精度高且几乎不依赖于任何经验参数，因此被广泛应用在各类材料的模拟研究中。
半经验量子力学方法（Semi-empirical Quantum Mechanics）同样能够对材料体系电子结构特点进行解析，但是包含有更多的经验参数以及数学、物理近似，因此，计算效率相比于纯粹的量子力学更高，但是精度会略低。
量子力学以及半经验量子力学方法均以定态薛定谔方程为核心，计算原子核满足特定排列、堆积时，核外电子的空间、能量分布，并由此进一步得到体系的电学性质、磁学性质、光学性质、热力学性质、力学性质，所能研究的材料体系类型包括：各类晶体材料及可能的各种缺陷结构，各种维度的纳米材料，各种分子及团簇材料。
Materials Studio软件在分子力学中的基础应用
Materials Studio软件在分子力学中的基础应用材料工程是一个跨学科的学科，涉及化学、物理和工程学的知识，用于研究及开发新型材料。
在材料工程中，分子力学是一项重要的研究方法，用于研究材料的结构、性质和相互作用。
Materials Studio软件是一款在分子力学研究中广泛应用的工具，它提供了一系列功能强大的工具和模拟技术，帮助科学家和工程师们更好地理解材料的微观结构和行为。
Materials Studio软件在分子力学中有着广泛的应用，它可以用于模拟多种材料的性质和行为，例如金属、陶瓷、聚合物等。
该软件具有直观的图形界面和丰富的计算模块，使得用户可以轻松地进行各种模拟和分析。
Materials Studio软件可以用于构建和优化分子模型。
在材料研究中，分子模型的构建是非常重要的一步，它直接影响到后续模拟和分析的结果。
Materials Studio软件提供了丰富的分子建模工具，用户可以根据实际需要构建各种类型的分子模型，包括原子模型、晶格模型、分子链模型等。
软件还提供了分子结构优化的功能，可以帮助用户优化分子模型的结构，得到更加稳定和合理的模型。
Materials Studio软件还可以进行材料性质的计算和预测。
在材料工程中，了解材料的物理性质是非常重要的，这些性质包括力学性质、热学性质、电子性质等。
Materials Studio软件提供了多种计算模块，可以帮助用户计算和预测材料的各种性质，例如杨氏模量、热膨胀系数、电荷分布等。
这些计算可以帮助用户了解材料的性质和特点，为材料设计和选取提供科学依据。
Materials Studio软件还可以用于模拟材料的相变和反应过程。
材料在不同条件下会发生相变和化学反应，这些过程对材料的性能和应用具有重要的影响。
Materials Studio软件提供了多种相变和反应模拟的功能模块，用户可以模拟材料在不同温度、压力和化学环境下的相变和反应过程，从而了解材料在实际应用中的性能表现。
Material Studio 初步2
Instruction of Experiments 上机实习2. 优化小分子构型并进行结构分析软件模块: DMol3任务: 学习如何进行分子构型优化和分析注意:1.在自己的 gateway上提交任务 (on-time instruction);2.如何查看分子的能量? (on-time instruction).步骤:1.回顾上节课内容(1). 创建一个 MS 文件.(2). 绘制CH3CH2OH, CH2=CH-OH 和CH3CHO 分子2.优化这些分子构型(1). 用“DMol3 Tools” 去计算(2). 在任务选项中选择“Geometry Optimization”.(3). 选择 GGA 近似方法，电子交换关联函数选择PW91，指定体系的电荷数值。
(4) 点击窗口中的“Electronic”; 选择“Effective Core Potentials”.(5). 点击窗口中的“Job Control”, 选择“localhost(My computer)”.Instruction of Experiments(6). 点击 “Run” 去提交任务. 计算完成后，你会看到 “job has successfully completed ”的提示.(7)计算结果分析(备注：ethanol.xsd 为最终优化结构文件，ethanol.outmol 包含整个计算任务的所有信息 。
)打开ethanol.outmol 文件，翻到文件结尾，使用“Ctrl+F ”(查找快捷键)，输入“binding ”，选择“向上”，点击两次“查找下一个”，此时便找到了乙醇分子的能量。
(备注：Ha 、eV 、Kcal/mol 均为能量单位，1Ha=27.211eV=627.509Kcal/mol )Instruction of Experiments (8)键长、键角的测量点击窗口中的黑色三角形，你会看到有三个测量工具。
materials-studio软件介绍
计算实例 ——FTBC-C4自组装大分子单点能计算（castep计算量
较大，大模型，不建议用其做几何优化）
（1）建模，选择Castep模 块的 calculation设置参 数对话框：
1）Setup——Task： Energy-单点能 交换关联能：GGA-
PW91
计算实例 ——FTBC-C4自组装大分子单点能计算
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：
1）setup：Task
特点：
优点：研究分子模型或材料结构，有丰富的模型资源，建 模和制图能力。与其它标准PC软件整合，使得容易共享这 些数据。 运行平台：Windows NT/2000/XP，Linux和UNIX服务器
分析领域：多范围的软件结合成一个集量子力学、分子力 学、介观模型、分析工具模拟和统计相关为一体的建模环 境。 应用领域：材料、化工、物理等
1.MS Visualizer模块
概述： 提供了搭建分子、晶体、界面、表面及高分子材料结构模 型所需的所有工具，可以操作、观察及分析计算前后的结 构模型，处理图型、表格或文本等形式的数据，并提供软 件的基本环境和分析工具以支持Materials Studio的其 它产品。是Materials Studio产品系列的核心模块。
应用举例——建立FTBC-C4自组装大分子模型
（3）FTBC-C4自组装大分子模型的建立
同样方法 画出HOPG
衬底
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Materials Studio 是一个用于计算材料性质和分子模拟的软件套件。
在 Materials Studio 中，通过设置约束可以对分子构型进行限制，以便进行模拟和分析。
约束可
以用于保持分子的特定部分静止、限制原子的运动范围等。
以下是在 Materials Studio 中约束分子构型的一般步骤：
1.打开 Materials Studio：启动软件并打开的项目或新建一个项目。
2.导入分子结构：在 Materials Studio 中导入想要约束的分子结构。
可以使用
内置的建模工具或导入外部文件。
3.选择约束工具： Materials Studio 提供了一系列约束工具，通常在构建模块
中可以找到。
常见的约束工具包括：
–Distance Constraint（距离约束）：保持两个原子之间的距离固定。
–Angle Constraint（角度约束）：保持原子之间的角度不变。
–Dihedral Constraint（二面角约束）：保持原子的二面角不变。
–Fixed Atoms（固定原子）：将特定的原子固定在空间中的特定位置。
4.设置约束参数：根据的需求设置约束的参数。
例如，选择要约束的原子、
设置距离、角度或二面角的值等。
5.应用约束：将约束应用到分子结构上。
这通常涉及选择约束工具并在分子
结构上指定约束。
6.运行模拟或分析：在应用约束后，可以运行分子动力学模拟或其他分子结
构分析。
约束将影响模拟或分析的结果，因为它们限制了分子结构的自由度。
7.查看结果：完成模拟或分析后，可以查看分子构型的演变以及约束对分子
结构和性质的影响。
请注意，具体的步骤和界面可能会根据 Materials Studio 的版本和具体模块而有所
不同。
因此，在使用时，最好参考软件的用户手册或在线文档以获取详细的指导。