What's New in BIOVIA Materials Studio 2023
BIOIVA Materials Studio 2023讓您比以往任何時(shí)候都更準(zhǔn)確、更方便地模擬更多的材料屬性。
BIOVIA Materials Studio 2023是BIOVIA最新版本的化學(xué)和材料科學(xué)研究建模和仿真科學(xué)工具。Materials Studio使研究人員能夠了解材料的分子或晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。最新版本為科學(xué)家提供了廣泛的世界級(jí)解決方案和參數(shù)集，從量子到微觀尺度操作。此版本包含了全系列求解器的增強(qiáng)功能，為粗粒度原子模型增加了便利，并為經(jīng)典模擬提供了實(shí)質(zhì)性的性能提高。BIOIVA Materials Studio 2023讓您比以往任何時(shí)候都更準(zhǔn)確、更方便地模擬更多的材料屬性。
BIOVIA Materials Studio 2023用于粗粒度模擬
自動(dòng)粗粒和珠型
粗粒度分子動(dòng)力學(xué)(CGMD)是一種越來越流行的方法，可以探測(cè)幾十到幾百納米尺度的軟物質(zhì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，否則常規(guī)的原子模擬是無法達(dá)到的。一個(gè)成功的CGMD模擬需要一組有效的力場(chǎng)參數(shù)來描述磁珠之間的相互作用，并為每個(gè)磁珠指定合適的力場(chǎng)類型。在過去的20年里，Martini 力場(chǎng)的方法已經(jīng)被證明是流行的，并適用于廣泛的材料，在最近的Martini 3版本中達(dá)到了巔峰，該版本可以聲稱提供迄今為止最準(zhǔn)確的表示。Martini 3力場(chǎng)可以作為Mesocite模塊的一部分使用，并且與Materials Studio 2023一起提供了一組新的功能，可以自動(dòng)匹配原子模型中的粗粒度結(jié)構(gòu)。這極大地簡(jiǎn)化了分配Martini 3提供的頭類型的復(fù)雜步驟。這在建立模型和減少頭部輸入錯(cuò)誤方面具有雙重效益。這些工具既可以從新的腳本菜單中訪問，也可以在Materials Studio Collection中以Pipeline Pilot協(xié)議的形式訪問。協(xié)議的包含使得配置自定義的粗粒度過程非常高效。
新工具
Martini 3工具經(jīng)過改進(jìn)，現(xiàn)在具有新的MS Martini 3粗粒磨功能。這直接從原子模型(見圖1)生成了一個(gè)中觀結(jié)構(gòu)模型，包括頭部映射和力場(chǎng)類型，通過使用單個(gè)模板研究表?？梢酝ㄟ^Materials Studio Visualizer指定自定義交互的模板文件，如圖2所示。這些模板允許復(fù)雜的情況，例如表示涉及環(huán)的鉸鏈結(jié)構(gòu)(通常頭中心不在原子中心上)。定制的MS Martini 3力場(chǎng)包括所有必需的價(jià)項(xiàng)以及介觀結(jié)構(gòu)模型，準(zhǔn)備用Mesocite進(jìn)行模擬。當(dāng)與NVIDIA gpu一起使用時(shí)，Mesocite粗粒度分子動(dòng)力學(xué)也受益于顯著的加速。
新手冊(cè)
一個(gè)新的教程演示了使用粗粒和生成自定義的Martini 3力場(chǎng)協(xié)議。這通過從全原子模型開始構(gòu)建介觀結(jié)構(gòu)所需的步驟，創(chuàng)建自定義頭部映射模板，并生成粗粒度結(jié)構(gòu)和自定義MS Martini 3力場(chǎng)。
Material Studio 2023提供了最先進(jìn)的粗粒度模擬工具，加快了建立中尺度材料模型的過程。
耗散粒子動(dòng)力學(xué)
耗散粒子動(dòng)力學(xué)(DPD)是研究聚合物混合物、表面活性劑體系等軟凝聚態(tài)物質(zhì)自組裝過程的一種流行和成熟的方法。在DPD中體現(xiàn)的軟勢(shì)方法為達(dá)到系統(tǒng)的熱力學(xué)平衡狀態(tài)提供了一種非常有效的方法。這些材料的重要子類包括聚電解質(zhì)和帶電表面活性劑系統(tǒng)，在Materials Studio 2023中，通過在Mesocite DPD中包含電荷珠之間的靜電相互作用，可以更準(zhǔn)確地表示這些材料。
Mesocite DPD現(xiàn)在通過允許使用高斯電荷分布涂抹頭電荷來支持靜電。這避免了DPD珠(由軟有限勢(shì)表示)相互穿過時(shí)不同電荷坍縮到一個(gè)奇點(diǎn)。
使用Materials Studio 2023，您還可以通過在NVIDIA gpu上運(yùn)行Mesocite DPD以及添加兩個(gè)新的分析功能，從而受益于更快的動(dòng)態(tài)：
1. 從密度場(chǎng)計(jì)算結(jié)構(gòu)因子
2. 提供各向異性分量的壓力分析。在Materials Studio 2023中，Mesocite DPD模塊提供了新的功能和更快的速度來模擬更多的系統(tǒng)。
BIOVIA Materials Studio 2023金屬合金設(shè)計(jì)
BIOVIA Materials Studio PhaseField基于OpenPhase_Core求解器在Materials Studio 2021中引入，用于模擬硬材料微結(jié)構(gòu)。通過PhaseField模塊，您可以方便地定義組分相，顆粒設(shè)置，熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)輸入，以及溫度和壓力條件，通過管道先導(dǎo)連接器中易于使用的界面。這使得可以詳細(xì)研究多組分金屬合金中的相變。
能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)相變是提高使用增材制造工藝制造的金屬部件質(zhì)量的關(guān)鍵。在打印過程中，金屬晶粒組織的大小和形狀對(duì)液態(tài)金屬的凝固速度非常敏感。在凝固過程中會(huì)出現(xiàn)不同比例的晶相，最終影響材料的性能。在Materials Studio 2023中提供了用于研究這些轉(zhuǎn)換的新功能，包括：
新協(xié)議
提出了一種計(jì)算連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變(CCT)圖的新方法，可用于預(yù)測(cè)合金的臨界冷卻速率。該協(xié)議可以利用協(xié)裝的ThermoCalc或OpenCalphad包來提供CALPHAD熱力學(xué)輸入。
新特色
時(shí)間-溫度變換(TTT)圖協(xié)議現(xiàn)在適合并返回每個(gè)模擬溫度的Johnson-Mehl-Avrami (JMA)系數(shù)。JMA模型描述了固體在恒定溫度下如何從一種相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N相。
BIOVIA Materials Studio 2023用于化學(xué)反應(yīng)
Materials Studio已經(jīng)提供了一套廣泛的工具和功能來理解化學(xué)反應(yīng);量子力學(xué)解算器DMol 3、CASTEP、DFTB+和VAMP的應(yīng)用;FlexTS模塊在化學(xué)過渡態(tài)搜索中的應(yīng)用反應(yīng)動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)(Cantera和Kinetix模塊)。Materials Studio 2023為使用Materials Studio的科學(xué)家提供了進(jìn)一步的能力，通過訪問TURBOMOLE來理解化學(xué)反應(yīng)，以及它提供的超越DFT方法。
新協(xié)議
通過Pipeline Pilot協(xié)議對(duì)話框提供TURBOMOLE工作流的一組協(xié)議現(xiàn)在可用，這些協(xié)議提供了DFT, xTB和Wavefunction方法。
• 所有方法的單點(diǎn)能量計(jì)算
• 幾何優(yōu)化(使用xTB, DFT或MP2)
• 過渡狀態(tài)優(yōu)化(使用xTB或DFT)
• 紅外光譜/振動(dòng)頻率(使用DFT)
• 極化率(使用DFT)
• 光譜(使用DFT)
新系統(tǒng)管理工具
協(xié)議的增強(qiáng)現(xiàn)在使得為自動(dòng)化反應(yīng)性仿真研究構(gòu)建定制工作流變得更加簡(jiǎn)單。
• 一個(gè)新的“編輯集”組件，允許您創(chuàng)建和管理集在管道試點(diǎn)。
• 腳本現(xiàn)在可以識(shí)別分子和片段的smile和化學(xué)名稱。
• 分析模擬單元的內(nèi)容或在軌跡過程中開發(fā)不同試劑的腳本可從新的腳本菜單中獲得。
BIOVIA Materials Studio 2023 XPS光譜
XPS(x射線光電子能譜)測(cè)量分子或周期結(jié)構(gòu)中核心電子的激發(fā)(結(jié)合)能。Pipeline Pilot為Materials Studio 2023提供了一個(gè)新工具，可以方便地提供光譜。該協(xié)議還提供了方便的分配偏移量通過計(jì)算或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)。
Materials Studio模塊增強(qiáng)
經(jīng)典的模擬
增強(qiáng)的性能!更多的參數(shù)!
解算器特性
• Mesocite DPD現(xiàn)在支持靜電，允許使用高斯分布涂抹頭部電荷。
解算器性能
• Forcite GPU計(jì)算現(xiàn)在支持嵌入式原子模型。
• Forcite dynamics GPU算法的更新提供了顯著的性能增強(qiáng)。
• 你現(xiàn)在可以在NVIDIA gpu上運(yùn)行Mesocite耗散粒子動(dòng)力學(xué)(DPD)計(jì)算。
分析
• 中介石和Forcite分析現(xiàn)在支持從密度場(chǎng)計(jì)算結(jié)構(gòu)因素。
• 中介石和Forcite分析現(xiàn)在支持各向異性組件的壓力分析。
決定因素
• compassion水模型現(xiàn)在提供了更完善的擴(kuò)散系數(shù)和表面張力預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)值現(xiàn)在接近實(shí)驗(yàn)接受值。
• MS GULP現(xiàn)在相當(dāng)于學(xué)術(shù)版v6.1
• 在GULP中實(shí)現(xiàn)了新的通用力場(chǎng)GFN-FF的周期性版本。這是一個(gè)完全自動(dòng)化的可極化力場(chǎng)，具有接近量子力學(xué)的精度。
量子力學(xué)更多參數(shù)！更多的屬性
CASTEP
• 計(jì)算核能級(jí)XPS譜和絕對(duì)電子結(jié)合能的新協(xié)議。
• 自旋極化(磁)系統(tǒng)振動(dòng)特性的線性響應(yīng)計(jì)算。
• CASTEP DFT+U不再需要實(shí)際非磁性系統(tǒng)的自旋極化設(shè)置,使此類計(jì)算至少快兩倍。
• 在隱式溶劑存在下的力計(jì)算現(xiàn)在可以在CASTEP中使用。這允許您執(zhí)行幾何優(yōu)化、分子動(dòng)力學(xué)和考慮溶劑影響的其他任務(wù)。
DFTB+
• 升級(jí)到22.1版本
• 新增Ti氧化物和Ce氧化物DFTB+參數(shù)庫
• 實(shí)現(xiàn)COSMO隱式溶劑化模型。
• ONETEP
• 升級(jí)到6.1.12版本
• 混合交換-關(guān)聯(lián)功能實(shí)現(xiàn)三維周期系統(tǒng)
Materials Studio生產(chǎn)力增強(qiáng)
Enhancements to Pipeline Pilot Materials Studio Collection Pipeline Pilot Protocols對(duì)話框提供了對(duì)Materials Studio Collection中的增強(qiáng)功能的訪問，包括:
• 一套新的量子化學(xué)協(xié)議，提供TURBOMOLE工作流。
• 一個(gè)量子力學(xué)協(xié)議，允許你計(jì)算XPS譜。
• 用于選擇原子和編輯集的實(shí)用程序協(xié)議。
• 增強(qiáng)粗粒度協(xié)議。
• 改進(jìn)PhaseField協(xié)議
對(duì)Materials Script的增強(qiáng)
• 腳本現(xiàn)在可以識(shí)別分子和片段的smile和化學(xué)名稱。還可以使用腳本分析模擬單元的內(nèi)容或在軌跡過程中開發(fā)不同試劑。
•您現(xiàn)在可以在菜單欄中的tools>Materials Studio Scripts中訪問各種準(zhǔn)備好的MaterialsScript工具。這些腳本以前作為示例提供，用于手動(dòng)添加到“用戶”菜單。
Materials Studio基礎(chǔ)設(shè)施
在Linux上，您現(xiàn)在可以配置和使用SSH在Materials Studio客戶端和服務(wù)器之間進(jìn)行通信。
教程
以下新教程已添加或更新:
• 聚合物粗粒與Martini 3工具和中白云石;演示如何為頭部映射生成模板，使用模板與Martini 3粗粒，并自定義MS Martini 3力場(chǎng)為給定的聚合物結(jié)構(gòu)。
• 聚合物粗粒與Martini 3協(xié)議：Dem-演示如何生成模板頭部映射，使用模板與粗粒和生成自定義Martini 3力場(chǎng)協(xié)議，并為給定的聚合物結(jié)構(gòu)定制MS Martini 3力場(chǎng)。
• 計(jì)算分子開關(guān)的最小能量路徑。
• 計(jì)算鉆石的性質(zhì)。
北京泰科博思科技有限公司是BIOVIA Materials Studio官方指定代理商，有關(guān)軟件詳情或者技術(shù)支持請(qǐng)咨詢北京泰科。
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北京泰科為廣大學(xué)習(xí)分子模擬科研人員提供了交流討論平臺(tái)，泰科建立了BIOVIA Pipeline Pilot和Materials Studio交流群，群里有專業(yè)老師解答問題，如有興趣一起交流，歡迎來電/郵申請(qǐng)入群，作者期待您的參與！
北京泰科涉及行業(yè)
材料研發(fā)
基于BIOVIA Materials Studio材料設(shè)計(jì)平臺(tái)，提供涉及電池、航空航天、國防軍工、建筑、涂料涂層等多領(lǐng)域材料研發(fā)軟件及綜合解決方案
藥物研發(fā)
針對(duì)藥物設(shè)計(jì)、藥物研發(fā)等提供基于Discovery Studio、COSMOLOGIC等軟件的ADME、構(gòu)象比對(duì)、溶劑篩選、結(jié)晶、成鹽、共晶篩選、穩(wěn)定性、溶解度pKa、分配系數(shù)等性質(zhì)的模擬預(yù)測(cè)軟件及方案
化工設(shè)計(jì)
面向精細(xì)化工、新能源、石油化工等領(lǐng)域提供精餾萃取催化劑設(shè)計(jì)、熱力學(xué)性質(zhì)（溶解度、粘度等）、提純表面處理吸附等性質(zhì)模擬軟件平臺(tái)及解決方案
數(shù)據(jù)挖掘
基于Pipeline Pilot提供數(shù)據(jù)搜集、數(shù)據(jù)清洗、特征工程、機(jī)器學(xué)習(xí)、流程設(shè)計(jì)等多種數(shù)據(jù)挖掘綜合解決方案
一體化實(shí)驗(yàn)室
• 實(shí)驗(yàn)室信息管理
• 電子實(shí)驗(yàn)記錄本/SOP執(zhí)行
• 試劑耗材管理
• 儀器管理
• 數(shù)據(jù)管理
部分產(chǎn)品
量化材料類
• Crystal：固體化學(xué)和物理性質(zhì)計(jì)算軟件
• Diamond：晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)可視化分析
• Endeavour：強(qiáng)大的求解晶體結(jié)構(gòu)的軟件
• Molpro：高精度量化軟件
• Molcas：多參考態(tài)量軟件
• Turbomole：快速穩(wěn)定量化軟件
• TeraChem：GPU上運(yùn)行的量化計(jì)算軟件
• Spartan：分子計(jì)算建模軟件
數(shù)據(jù)分析類
• GelComparll：凝膠電泳圖譜分析軟件
• SimaPro：生命周期評(píng)估軟件
• Unscrambler：完整多變量數(shù)據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件
• CSDS：劍橋晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫
• lCDD：國際衍射數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫
• ICSD：無機(jī)晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫
• Pearson’s CD：晶體數(shù)據(jù)庫
公司簡(jiǎn)介
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北京泰科博思科技有限公司擁有一支一流的技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)和資深的專家咨詢團(tuán)隊(duì)，以客戶真正需求出發(fā)，服務(wù)客戶，為客戶創(chuàng)造價(jià)值。我們秉承“職業(yè)、敬業(yè)、擔(dān)當(dāng)、拼搏、合作”的企業(yè)精神，致力于用國際領(lǐng)先的軟件產(chǎn)品和專業(yè)全面的技術(shù)支持服務(wù)，成為客戶可信賴的合作伙伴。
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2025-05-16 08:51
"人工智能背景下的多尺度材料模擬技術(shù)分享會(huì)"在渝圓滿落幕
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2025-05-07 14:09
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2023-12-14 09:32
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