Material studio(MS)软件介绍及其应用的领域

 Material studio能方便的建立三维结构模型,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。可以从电子、原子以及高分子的角度去分析物质的结构与性质。

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                                  图1 水分子在不同键长,键角下得能量值,以及相对应的模型

利用的主要方法为:以密度泛函为主的量子力学模拟方法、分子力学和分子动力学模拟方法、蒙特卡罗模拟方法等。

主要运用的模块:Forcite、Dmol3、Sorption、Amorphous Cell等。

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                                               图2 Forcite模块建立的分子动力学模型

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                                          图3 三种腐蚀介质粒子在缓蚀剂膜D中扩散模型

工作室可计算和分析的内容大概如下:

(1)搭建各种高分子、无定型聚合物、晶体以及界面模型,对小分子、高分子、晶体以及无定型聚合物等进行结构优化,得到合理的3D分子模型,键能、键长、键角以及相应的振动模式,HOMO和LUMO轨道,红外谱图和拉曼谱图等。

(2)计算多个物质间(小分子间、无定型聚合物间、界面间等)的相互作用能、结合能,包括分子间相互作用(氢键、静电相互作用等),化学键相互作用(共价键、配位键、离子键等)。

(3)对体系进行分子动力学模拟,体系平衡后,对体系中的物质进行RDF(径向分布函数)分析,MSD(均方根位移)分析,键长、键角以及末端距等结构变化分析等。

(4)分析化学反应过程,搜索反应的过渡态,从化学反应的热力学和动力学角度去判断化学反应的过程、反应的难易程度等,计算化学反应的势能变化(△E),焓变(△H),自由能变化(△G)等。

(5)模拟不同压力和温度等条件下,吸附剂骨架对吸附质分子的吸附过程,得到饱和吸附量、吸附的最佳位点、吸附能、吸附热等,判断骨架与分子的吸附形式(物理吸附与化学吸附)。

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微信公众号“320科技工作室”。

你可能感兴趣的:(分子模拟,Material,Studio,分子动力学,量子力学,蒙特卡洛,吸附)