Materials Studio 2019 最新功能
連接虛擬與現實的新世代模擬工具！
BIOVIA Materials Studio是新世代的視覺化材料研發模擬工具，他提供一個完整的建模和模擬環境，藉由預測材料的原子和分子結構與其性質和行為的關係，在材料科學和化學中幫助使用者開發新材料。許多產業中所應用到的新穎材料，包括半導體，催化劑，聚合物和複合材料，金屬和合金，電池和燃料電池，奈米材料等，皆可以利用Materials Studio來研究找出其潛能。
相對於其他軟體，Materials Studio擁有最多功能和最容易操作的介面來用於建模和評估材料性能和行為。使用Materials Studio，跟傳統研發相比會有以下幾個優點：
- 虛擬篩選，減少與物理測試和實驗相關的成本和時間。
- 加速開發－比物理測試和實驗可以快速開發新穎、高性能、更具成本效益的材料。
- 知其然且知其所以然，藉由材料科學計算支持實驗得到的結果－藉由了解原子和分子結構與材料性質之間的關係解釋實驗上所無法觀察的行為。
- 高度平行化程序編列介面－BIOVIA Pipeline Pilot的Materials Studio collection以及MaterialsScript API的自動化能為使用者增加強大的開發能力。
目前Materials Studio提供了量子，原子，中尺度，統計，分析和結晶工具的完整範圍之模擬功能，為真正一條龍式多尺度材料模擬平台。其廣泛的解決方案使研究人員可以評估各種尺度下的材料，以更準確地預測能力在最短的時間內評估材料特性。
Materials Studio 2019重點規劃為多尺度催化反應，快來瞭解吧！
Kinetix，此模組透過Kinetic Monte Carlo方法，透過結合催化劑表面的擴散、吸附、反應和脫附等行為，使用者能夠更精準的瞭解催化劑表面的各物質濃度和反應速率隨著時間的變化。相關的功能如下：
- Constant conditions：計算系統在等溫和等壓下，催化劑表面上的各物質濃度隨時間的變化。
- Temperature programmed：給定系統初始溫度、最終溫度和加熱速率，模擬加熱產生的脫附行為，進而瞭解濃度和反應速率隨溫度變化的關係。
- Potential programmed：此方法描述系統在位能變化的條件下，濃度和反應速率隨位能的變化，常見的方式如循環伏安法，藉由施予電位至系統，並得到物質特性的變化。
Cantera，此模組最主要是用來解決化學反應速率方程式，並配合所建立的資料或配合量子化學(DMol3)計算完整預測各種反應中的氣相變化。另外亦包含以下的功能：
- Equilibrium：計算系統達熱力學平衡時，各物種的組成。
- CSTR：模擬continuous stirred-tank reactor，計算反應物在特定流量、比例、溫度和壓力下，各成分隨著時間變化的關係。
- 1D Flame：一維燃燒模擬計算。
- Plug Flow Reactor：模擬plug flow reactor，給定反應物的組成和催化表面資訊，得到各成分和表面覆蓋率。
- TPD：模擬升溫過程中，物質在催化劑表面和氣相中的轉移關係，瞭解覆蓋率和脫附速率隨時間和溫度的變化。
- 提供新的腳本，將第三方的反應動力學資訊轉換成Cantera讀取的格式。
- 支援python腳本，擴大具有功能。
各模組的新增功能
CASTEP
- Finite displacement phonons的計算允許使用interpolation的方法，並增加至少4被的計算效能。
- 透過DFT+U方法，可以準確地預測化學位移(chemical shifts)的行為。
- 使用many-body dispersion (MBD) correction scheme (Ambrosetti et al. 2014)，加強弱鍵結的修正，如：氫鍵和凡得瓦。
DFTB+
- 針對鋰離子電池的電極計算，設計了全新的參數和程式(LIB 2019)，包含的原子有Li、C、H、O、N、F、P並可以計算鋰離子的擴散行為。
- DFTB+ Parameterization Tool Set可以幫助使用者快速建立新的原子參數。
-ONETEP
- 導入新的計算功能，包含電子和自旋的傳遞計算、電子激發態計算、過渡態搜尋、溶劑效應等。
- 針對不同原子可以設定global NGWFs radii，在計算效能上有顯著提升。
- 支援MaterialsScript。
DMol3
- 添加SCAN meta-GGA functional。
- 允許使用直角坐標系至幾何結構優化中，提升特定系統的計算速率。
- 針對計算結束後的outmol檔案的內容優化和簡化，使用者將更瞭解整個優化過程。
QMERA
- 提供原子的自旋設定和自旋極化計算。
Forcefield
- 支援tabulated form，擴大torsion interaction的描述。
Forcite
- 允許帶電的系統進行幾何優化和外加電場。
GULP
- 目前版本更新至GULP code, 5.1。
- 透過embedded atom model (EAM)的參數修正，MEAM-2NN-QEq力場可運用至Li-Mn-O電極材料上。
- 可結合第三方軟體(Alamode)，並經由波茲曼方程式計算熱傳導率。
- 支援Slater potential和buffered 14-7 Lennard-Jones potential。
- 新增ReaxFF RDX模型(Liu et al. 2011)，針對高能材料計算。
- 透過ReaxFF和MEAM等系列的模型，進行分子和塊材在Gamma point上的震動計算。
Visualizer
- 原子模擬的路徑可匯出至AVI影像檔。
- 在執行過渡態搜尋時，提供新的演算法建立適當的反應路徑。
- 整合Pipeline Pilot的流程，並可以在Materials Studio上發動計算。