MaterialsStudio软件在化学化工及材料科学领域的应用

MaterialsStudio软件在化学化工及材料科学领域的应用MaterialsStudio软件简介：MaterialsStudio(MS)软件是美国最大的分子模拟软件制造商Accelrys公司针对材料科学研究而开发的新一代材料模拟软件，为传统的Cerius2软件在PC机中移植版本，可以帮助解决当今化学、材料工业中的一系列重要问题。支持Windows、Unix以及Linux等多种操作平台的MS软件使化学及材料科学的研究者们能更方便地建立三维结构模型，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。多种先进的算法的综合运用使MS成为一个强有力的模拟工具。无论构型优化、性质预测和X射线衍射分析，以及复杂的动力学模拟和量子力学计算，我们都可以通过一些简单的易学的操作来得到切实可靠的数据。模拟的内容包括了催化剂、聚合物、固体及表面、晶体与衍射、化学反应等材料和化学领域的主要课题。MS软件采用灵活的Client-Server结构。其核心模块Visualizer运行于客户端PC，支持各种Windows操作系统；计算模块（如Discover,MesoDyn,DMol3,CASTEP等）运行于服务器端，支持的系统包括Windows2000/NT/XP、HPAlphaTru64、SGIIRIX以及RedHatLinux。浮动许可（FloatingLicense）机制允许用户将计算作业提交到网络上任何一台服务器上，并将结果返回到客户端进行分析，从而最大限度地利用了网络资源。

分子模拟实验室学院于2001年底购买了MS软件四个模块的版权：Visualizer、Discover、AmorphousCell及COMPASS，并据此成立了分子模拟实验室，由我院客座教授台湾中山大学陈正隆博士为学术顾问，江苏省“青蓝工程”优秀青年骨干教师殷开梁副教授为负责人，专职研究人员为夏庆老师。现实验室隶属于化工系石化工程中心。实验室成立后，针对当前国际国内分子动力学模拟研究领域具有的广泛的发展前景和空间，大力发展该领域的研究。实验室研究课题注意与本院的重点项目如超分子器件、柴油降凝、陶瓷膜分离等相结合，先后在Maromol.TheorySimul.、J.Mol.Struct.(Theochem)、Comput.Chem.Eng.、Chem.Eng.Commun.、Comput.Mat.Sci.、无机化学学报、物理化学、化学物理学报等SCI期刊上发表多篇研究论文，其中，发表在J.Mol.Struct.(Theochem)上的论文“Molecularsimulationofinnerstructureofaselfassembledgoldclusterpassivatedwiththiol-terminatedasymmetrichydroquinonyloligoethers.”荣获2005常州市第八届科技论文二等奖。由于研究有特色，南京大学、上海交通大学、华东理工大学、南京理工大学、西北工业大学等许多兄弟院校积极与本实验室合作，先后在J.Phys.Chem.B、MSMSE、物理化学学报、化学物理学报等SCI期刊上合作发表了数篇研究成果。可以说，本实验室分子动力学模拟研究水平基本已达到国际先进国内领先。此外，分子模拟实验室还承担着多项省级以上科研项目，主要有：国家自然科学基金：有机蒸气透过陶瓷膜的分子动力学研究；江苏省自然科学基金青年基金项目：基于分子模拟法筛选和制备回收大气中有机蒸气的陶瓷膜；江苏省高校自然科学基金项目：含贵金属纳米粒子分子间相互作用的分子动力学研究。除将MS软件服务科研外，实验室还注意将此先进软件引入教学环节中，介绍给广大的化工和材料专业的本科生、研究生。实验室现已开设一门面向化学化工、材料科学和环境工程本科生的全校公共选修课“分子模拟在化学化工及材料科学领域的应用”，同时还为化工和材料系的研究生开设专业限选课“分子模拟基础”。目前实验室有硕士研究生两人，已培养出一名Ph.D。分子模拟实验室正在努力将自身建设成特色鲜明、成果显著、国内先进的开发式实验室。

近年来分子模拟实验室发表的主要论文：殷开梁,徐端钧,陈正隆.“真空条件下β-环糊精和对-甲基苯酚包结物动态结构的分子动力学模拟”无机化学学报.2003,19(5):480.SCIEYinKL,XiaQ,XuDJ,XiHT,SunXQ,ChenCL.“ComputerSimulationofaGoldNanoparticleCoatedbyThiol-TerminatedHydroquinonylOligoethers”Macromol.TheorySimul.2003,12:593.SCI,EIYajingYe,LitongZhang,LaifeiCheng,JunjieWang,KailiangYin.“MoleculardynamicsstudyofpyrolyticcarboninterphaseinCF/CIperform”ModellingSimul.Mater.Sci.Eng.2003,11:897.SCIGuilingZhang,YongPei,JingMa,KailiangYin,Cheng-LungChen.“PackingStructuresandPackingEffectsonExcitationEnergiesofAmorphousPhaseOligothiophenes”J.Phys.Chem.B.2004,108:6988.殷开梁，夏庆，徐端钧，陈正隆.“纳米水滴及真空中β-环糊精和对-甲基苯酚1：1包结物的约束动力学模拟研究”化学物理学报.2004,17(6):711.SCIEK.L.Yin,Q.Xia,H.T.Xi,D.J.Xu,X.Q.Sun,C.L.Chen.Molecularsimulationofinnerstructureofaselfassembledgoldclusterpassivatedwiththiol-terminatedasymmetrichydroquinonyloligoethers.J.Mol.Struct.(Theochem)2004,674:159.殷开梁、徐端钧、夏庆、叶雅静、邬国英、陈正隆.“正十六烷体系凝固过程的分子动力学模拟”物理化学学报.2004,20(3):302.SCIE夏庆、殷开梁.分子动力学模拟计算有机溶剂的溶解度参数.江苏工业学院学报.2004,16(1):40.KailiangYin,DuanjunXu,JingZhong.“MolecularDynamicsSimulationonPermeationofAcetone/NitrogenMixedGasthroughAl2O3MicroporousMembranes”Proceedingof2004AIChEAnnualMeeting,2004,237g.KailiangYin,QingXia,DuanjunXu.“Solventeffectsonthebeta-cyclodextrininclusioncomplexeswithm-cresolanddynamichydrophobicity:moleculardynamics”Proceedingof2004AIChEAnnualMeeting,2004,46h.KailiangYin,QingXia,DuanjunXu,Cheng-lungChen.“ABrandNewReactivePotentialMadeMolecularDynamicsonChemicalReactionPossible”Proceedingof2004AIChEAnnualMeeting,2004,166d.KailiangYin,HemingXiao,JingZhong,DuanjunXu.“ANewMethodforCalculationofElasticpropertiesofAnisotropicMaterialbyConstantPressureMolecularDynamics”Proceedingof2004ICCMSE,2004,586.KailiangYin,DuanjunXu,ChenglungChen.“ABrandNewReactivePotentialRPMDBasedonTransitionStateTheoryDevelopedforMolecularDynamicsonChemicalReaction”Proceedingof2004ICCMSE,2004,589.KailiangYin,DuanjunXu,ChenglungChen.“Solventeffectsontheβ-cyclodextrininclusioncomplexeswithm-cresolanddynamichydrophobicity:moleculardynamics”Proceedingof2004ICCMSE.2004,1126.黄玉成,胡应杰,肖继军,殷开梁,肖鹤鸣.“TATB基PBX结合能的分子动力学模拟”物理化学学报.2005,21(4):425.SCIE马秀芳,肖继军,殷开梁,肖鹤鸣.“TATB/聚三氟氯乙烯复合材料力学性能的MD模拟”化学物理学报.2005,18(1):55.SCIE钟璟,黄维秋,殷开梁.“分子模拟技术在气体膜分离研究中的应用”化工进展.200524(7):743.已录用论文KailiangYin,QingXia,DuanjunXu,YajingYeandChenglungChen.“DevelopmentofanEmpiricalForceFieldCRACKforn-AlkanesthatAllowsforClassicalMolecularDynamicsSimulationsInvestigatingthePyrolysisReactions”Comput.Chem.Eng.2006,accepted.SCI,EIYinKL,ZouDH,ZhongJ,XuDJ.“ANewMethodforCalculationofElasticpropertiesofAnisotropicMater