Materials Studio 2017是一款由biovia公司推出的全尺度材料模擬平臺(tái)，主要適用于專業(yè)的研究人員和科研人員使用，軟件提供了豐富的功能模塊，并且融合了豐富的模擬方法，可以實(shí)現(xiàn)從電子結(jié)構(gòu)解析到宏觀性能預(yù)測(cè)的全尺度科學(xué)研究，新版本還加入了新的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模塊，提高了計(jì)算精度，需要此款工具的朋友們歡迎前來(lái)下載使用。

基本介紹

BIOVIA(美國(guó))公司是世界領(lǐng)先的計(jì)算科學(xué)公司，是一系列用于科學(xué)數(shù)據(jù)的挖掘、整合、分析、模建與模擬、管理和提交交互式報(bào)告的智能軟件的開發(fā)者，是目前全球范圍內(nèi)唯一能夠提供分子模擬、材料設(shè)計(jì)、化學(xué)信息學(xué)和生物信息學(xué)全面解決方案和相關(guān)服務(wù)的軟件供應(yīng)商，所提供的全面解決方案和科技服務(wù)滿足了當(dāng)今全球領(lǐng)先的研究和開發(fā)機(jī)構(gòu)的要求。

Materials Studio多尺度分子模擬平臺(tái)是BIOVIA公司(美國(guó))在材料設(shè)計(jì)領(lǐng)域的核心產(chǎn)品。它融合多種模擬方法，整合多達(dá)23 個(gè)功能模塊，實(shí)現(xiàn)從電子結(jié)構(gòu)解析到宏觀性能預(yù)測(cè)的全尺度科學(xué)研究。在國(guó)內(nèi)擁有近400家用戶，分布在石油、化工、環(huán)境、能源、制藥、電子、食品、航空航天和汽車等工業(yè)領(lǐng)域和教育科研部門;相關(guān)的研究工作在Nature、Science等各類權(quán)威期刊上發(fā)表論文過萬(wàn)篇。

Materials Studio分子模擬軟件采用了先進(jìn)的模擬計(jì)算思想和方法，如量子力學(xué)(QM)、線性標(biāo)度量子力學(xué)(Linear Scaling QM)、分子力學(xué)(MM)、分子動(dòng)力學(xué)(MD)、蒙特卡洛(MC)、介觀動(dòng)力學(xué)(MesoDyn)和耗散粒子動(dòng)力學(xué)(DPD)、統(tǒng)計(jì)方法QSAR(Quantitative Structure - Activity Relationship )等多種先進(jìn)算法和X射線衍射分析等儀器分析方法;同時(shí)產(chǎn)品提供了界面友好的的模擬環(huán)境，研究者能方便地建立三維結(jié)構(gòu)模型，并對(duì)各種小分子、納米團(tuán)簇、晶體、非晶體以及高分子材料的性質(zhì)及相關(guān)過程進(jìn)行深入的研究，得到切實(shí)可靠的數(shù)據(jù)。

Materials Studio分子模擬軟件支持Windows和Linux操作平臺(tái)，用戶可以自由定制、購(gòu)買自己的模擬方法和模塊，以滿足特定領(lǐng)域研究需求。 Materials Studio軟件使任何研究者都能得到和世界一流研究部門相一致的材料模擬技術(shù)。

模塊介紹

• Materials Studio的 基本環(huán)境

Materials Visualizer

Materials Studio 中的量子力學(xué)模塊：

• CASTEP( 平面波贗勢(shì)方法);

• DMol3( 原子軌道線性組合方法);

• QMERA( 量子力學(xué)/ 分子力學(xué)雜化方法);

• ONETEP( 線性標(biāo)度方法)

Materials Studio 中的半經(jīng)驗(yàn)量子力學(xué)模塊：

• DFTB+( 緊束縛近似方法);

• VAMP( 原子軌道線性組合方法)

Materials Studio中的經(jīng)典模擬方法模塊可分為三類：

一、Materials Studio 中的分子力學(xué)、動(dòng)力學(xué)模塊：

COMPASS II( 高精度力場(chǎng));

Forcite Plus( 包含各種通用力場(chǎng));

GULP( 包含各種針對(duì)無(wú)機(jī)體系的專用力場(chǎng))

二、Materials Studio 中涉及蒙特卡洛方法的模塊：

Amorphous Cell( 無(wú)定形模型搭建);

Adsorption Locator( 吸附位、吸附構(gòu)象);

Blends( 混合體系相容性);

Conformers( 聚合物構(gòu)象);

Sorption( 吸附位、吸附等溫線);

三、Materials Studio中的定量結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系模塊：

Synthia

Materials Studio 中的介觀模擬模塊：

Mesocite( 耗散粒子動(dòng)力學(xué)、粗粒化分子動(dòng)力學(xué));

MesoDyn( 平均場(chǎng)密度泛函方法)

Materials Studio 中的晶體、結(jié)晶與儀器分析方法可分為兩類：

一、Materials Studio 中的晶體結(jié)構(gòu)解析模塊：

Polymorph Predictor( 基于力場(chǎng)找到分子的穩(wěn)定堆積);

X 射線、中子、電子衍射圖譜解析工具包

二、Materials Studio 中的晶粒形貌預(yù)測(cè)模塊：

Morphology( 包含多種通用力場(chǎng)，預(yù)測(cè)晶粒形貌)

Materials Studio中的定量構(gòu)效關(guān)系模塊：

QSAR(Quantitative Structure Activity Relationship，定量構(gòu)效關(guān)系)

Materials Studio中的Perl 腳本

量子力學(xué)模塊介紹：

CASTEP

CASTEP 是由劍橋凝聚態(tài)理論研究組開發(fā)的一款基于密度泛函理論的先進(jìn)量子力學(xué)程序。程序采用平面波函數(shù)描述價(jià)電子，利用贗勢(shì)替代內(nèi)層電子，因此也被稱為平面波贗勢(shì)方法。適于解決固體物理，材料科學(xué)、化學(xué)以及化工等領(lǐng)域中的各類問題。目前，CASTEP 已經(jīng)在材料研究的諸多領(lǐng)域獲得了廣泛而成功的應(yīng)用，每年都有數(shù)百篇文章在各類頂級(jí)學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表。所涉及的研究對(duì)象包括半導(dǎo)體、陶瓷、金屬、分子篩等各類晶體材料，以及摻雜、位錯(cuò)、界面、表面等各種缺陷結(jié)構(gòu)。

DMol3

DMol3 是由Bernard Delley 教授發(fā)布的一款基于密度泛函理論的先進(jìn)量子力學(xué)程序，它采用原子軌道線性組合的方法描述體系的電子狀態(tài)，因此也被稱為原子軌道線性組合方法。DMol3 有別于其它方法的最重要特點(diǎn)是采用數(shù)值函數(shù)描述原子軌道，這一做法兼顧了計(jì)算精度和效率， 使得DMol3 成為一款高效實(shí)用的量子力學(xué)程序。除了預(yù)測(cè)材料的電子學(xué)、光學(xué)、熱力學(xué)性能外，它還能夠細(xì)致地研究氣相、溶液、表面及其它固態(tài)環(huán)境中的化學(xué)反應(yīng)適合解決化學(xué)、化工、生物、材料、物理等領(lǐng)域中的各類問題，尤其是化學(xué)反應(yīng)機(jī)理及催化劑設(shè)計(jì)的問題。每年都有數(shù)百篇應(yīng)用DMol3 的文章在各類頂級(jí)學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表。研究對(duì)象涉及晶體材料、有機(jī)分子、團(tuán)簇、納米和多孔材料、生物分子等各種周期性及非周期性體系。

QMERA

QMERA 是一款將量子力學(xué)方法的精確性與經(jīng)典模擬方法的高效性有機(jī)結(jié)合的程序，也被稱為量子力學(xué)(Quantum Mechanics) 與分子力學(xué)(Molecular Mechanics) 的雜化方法。在利用QMERA 進(jìn)行模擬計(jì)算的過程中，需要在所研究體系中劃分出量子力學(xué)和分子力學(xué)區(qū)域( 其中量子力學(xué)區(qū)域往往是研究中的核心和興趣所在，譬如非均相催化中的活性位點(diǎn)區(qū)域)，然后分別調(diào)用量子力學(xué)方法中的 DMol3 模塊和經(jīng)典模擬方法中的GULP 模塊進(jìn)行處理。QMERA 提供了多種方式解決兩個(gè)區(qū)域間的耦合問題。它可研究包含上千個(gè)原子的體系，在充分考慮周圍原子影響的條件下，得到其核心部分的電子結(jié)構(gòu)、可能的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、紫外可見光譜、紅外光譜等信息。這一方法在非均相催化、表界面吸附、聚合物間的相互作用、生物分子活性的研究中相比于傳統(tǒng)量化方法更具優(yōu)勢(shì)。

ONETEP( 線性標(biāo)度方法)

ONETEP 是由劍橋凝聚態(tài)理論研究組開發(fā)的一款專門針對(duì)大體系(>500 原子) 研究的量子力學(xué)程序。其關(guān)鍵技術(shù)是采用非正交的廣義萬(wàn)尼爾(Wannier) 函數(shù)替代平面波函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并采用FFT box 技術(shù)和處理電荷密度的Density kernel 稀疏矩陣方法，使模擬計(jì)算的時(shí)間與體系的大小成線性關(guān)系。因此， ONETEP 也被稱為線性標(biāo)度的量子力學(xué)方法。其應(yīng)用范圍主要包括表面化學(xué)、大分子體系( 蛋白質(zhì)、DNA、抗體) 及其它復(fù)合材料、納米材料以及半導(dǎo)體、陶瓷材料缺陷等。

Materials Studio 2017新功能

其主要新功能包括：

■ 加入研究化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的新模塊Cantera

■ CASTEP計(jì)算Raman光譜的效率大幅提升

■ CASTEP中支持自定義構(gòu)建新的交換相關(guān)泛函

■ CASTEP中OTFG Norm-conserving 贗勢(shì)覆蓋鑭系錒系元素，提高稀土、重金屬元素及相關(guān)體系的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)計(jì)算精度

■ CASTEP支持硬度計(jì)算功能

■ CASTEP支持計(jì)算電子順磁共振(EPR)的g-tensor

■ DMol3新增泛函Hartree-Fock

■ DMol3支持硬度計(jì)算功能

■ DFTB+添加多個(gè)新的slater-koster庫(kù)文件

■ DFTB+支持計(jì)算力學(xué)性質(zhì)，得到彈性常數(shù)矩陣、體模量，剪切模量，楊氏模量等力學(xué)性質(zhì)

■ ONETEP增加了隱性溶劑化模型，高效計(jì)算大體系在溶液環(huán)境下的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

■ GULP增加適合研究鋰電池的新力場(chǎng)ReaxFF Li

■ Visualizer中快速調(diào)整結(jié)構(gòu)的功能按鈕clean，擴(kuò)展至周期性結(jié)構(gòu)

■ MS2017 R2結(jié)合Pipeline Pliot可直接計(jì)算合金的與溫度相關(guān)的力學(xué)性質(zhì);合金的熱導(dǎo)聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;聚合物的交聯(lián)結(jié)構(gòu);聚合物的機(jī)械性質(zhì);

安裝教程

1、本站提供的Materials Studio 2017破解版分為L(zhǎng)inux和Win，大家自行選擇符合系統(tǒng)的版本安裝，本次教程小編以Win版本為例

2、解壓或載入ISO文件，開始運(yùn)行“setup.exe”開始安裝

3、輸入任意Name

4、選擇Materials Studio 2017安裝目錄

5、選擇安裝類型，如果沒有特殊需要的話默認(rèn)就可以了

6、點(diǎn)擊“Install”開始安裝，安裝完成后將彈出的注冊(cè)界面關(guān)閉

7、打開安裝包下的“_SolidSQUAD_”文件夾，以記事本方式打開許可文件“msi_SSQ.lic”。

8、在桌面的“計(jì)算機(jī)”右鍵點(diǎn)擊選擇屬性，將計(jì)算機(jī)名復(fù)制到許可文件中替換“this_host”，注：計(jì)算機(jī)名必須由英文和數(shù)字組成，如果之前已經(jīng)更改為中文，需要使用計(jì)算機(jī)的IP地址代替計(jì)算機(jī)名。

9、運(yùn)行開始菜單》Accelrys》Licensing》License Administrator 7.6.11

10、選擇Install License項(xiàng)，點(diǎn)擊“Browse...”載入剛才修改后的許可文件“msi.lic”即可完成破解。注：許可文件所在的文件目錄不能包含中文，小編建議大家將其復(fù)制到磁盤的根目錄下載入，如C盤。

使用教程

1. 啟動(dòng)Materials Studio

從Windows“啟動(dòng)”菜單中選擇“程序”| Accelrys Materials Studio 4.0| Materials Studio。

如果在桌面上有Materials Studio圖標(biāo)，也可以通過雙擊圖標(biāo)來(lái)啟動(dòng)Materials Studio。在啟動(dòng)Materials Studio時(shí)，首先會(huì)出現(xiàn)一個(gè)所謂的歡迎界面(Welcome to Materials Studio)，必須創(chuàng)建一個(gè)新的項(xiàng)目或從對(duì)話框中載入一個(gè)已經(jīng)存在的項(xiàng)目。

注意：如果是第一次打開Materials Studio，會(huì)看到一個(gè)叫做Materials Studio文件關(guān)聯(lián)的對(duì)話框，如果出現(xiàn)這種情況，按照提示點(diǎn)擊OK按鈕即可。

2. 創(chuàng)建項(xiàng)目

在歡迎界面對(duì)話框上選擇創(chuàng)建一個(gè)新的項(xiàng)目，然后點(diǎn)擊OK。 然后會(huì)出現(xiàn)新建項(xiàng)目對(duì)話框，選擇要存儲(chǔ)文件的位置并且鍵入my quickstart 作為文件名，然后點(diǎn)擊OK。現(xiàn)在就開始了Materials Studio的學(xué)習(xí)，使用的項(xiàng)目叫做my quickstart，此時(shí)的項(xiàng)目管理器如圖所示：

現(xiàn)在已經(jīng)建立了一個(gè)新的Materials Studio項(xiàng)目。 3. 恢復(fù)默認(rèn)的項(xiàng)目設(shè)置

在默認(rèn)情況下，每一個(gè)新建的項(xiàng)目都使用在模板項(xiàng)目中定義的設(shè)置，模板項(xiàng)目由Materials Studio自動(dòng)建立，如\Accelrys\Materials Studio 4.0\Templates \Normal.stp。對(duì)于本教程，應(yīng)該確保my quickstart項(xiàng)目的設(shè)置為默認(rèn)設(shè)置。

從菜單欄中選擇Tools | Settings Organizer，顯示Settings Organizer對(duì)話框。

Settings Organizer對(duì)話框允許定義模板項(xiàng)目，它包括Materials Studio模塊和Materials Visualizer中不同工具的默認(rèn)設(shè)置。也可以使用Settings Organizer對(duì)話框?qū)⑼獠宽?xiàng)目的設(shè)置應(yīng)用到當(dāng)前的項(xiàng)目，或者將當(dāng)前項(xiàng)目中任何設(shè)置恢復(fù)到Accelrys的默認(rèn)設(shè)置。

在Settings Organizer對(duì)話框中，點(diǎn)擊樹型瀏覽頂部的Materials Studio圖標(biāo)，會(huì)選中當(dāng)前項(xiàng)目窗口中所有模塊和Visualizer工具的所有設(shè)置。點(diǎn)擊Reset按鈕。

所選擇的Materials Studio模塊和Visualizer工具的所有默認(rèn)設(shè)置都恢復(fù)到Accelrys的默認(rèn)值。