صفحه اصلی | ان آر تی سی | صفحه اصلی<

09392522438  
   EN | FA

Materials Studio

سه شنبه, 18 دی 1397 ساعت 15:22
خواندن 663 دفعه

 

Materials Studio :

متریال استدیو یک محیط مدل سازی و شبیه سازی کامل است که به محققان علم مواد و شیمی و فیزیک امکان توسعه مواد جدید از طریق پیش بینی روابط بین ساختار اتمی و مولکولی مواد با خواص و رفتار آنها را می دهد. با استفاده از متریال استدیو محققان صنایع مختلف می توانند مواد بهتر از جمله دارو، کاتالیزور، پلیمر و کامپوزیت، فلزات و آلیاژها، باتری و سلول های سوختی، نانومواد و … را مهندسی کنند.


متریال استدیو در عین پیشرفته بودن دارای محیط آسان برای مدلسازی و ارزیابی عملکرد و رفتار مواد است. با استفاده از متریال استدیو، محققان علم مواد مزیت های زیر را تجربه کرده اند:

   • کاهش در هزینه و زمان همراه با آزمایش ها و تست های فیزیکی از طریق نمایش مجازی
   • بهبود درک پایه ای از رابطه بین ساختار اتمی و مولکولی با خواص و رفتار مواد
   • قابلیت استفاده از علوم محاسباتی به عنوان مکملی برای آزمایش های آزمایشگاهی
   • اجرای سریع تر ، بهتر و هزینه مناسب تر نسبت به آزمایش های آزمایشگاهی برای ایده ها و توسعه های جدید در فرآیندها

متریال استدیو طیف کاملی از قابلیت های شبیه سازی از ابزار کوانتومی، اتمی ، مزو، آماری، تحلیلی فراهم می کند. این طیف گسترده از ابزار ها محققان را قادر به ارزیابی مواد در اندازه های طولی و مقیاس های زمانی مختلف به منظور پیش بینی دقیق تر و ارزیابی عملکرد در کوتاه ترین زمان ممکن می کند.

 


ابزار های کوانتومی در Materials Studio

متریال استدیو طیف وسیعی از ابزارهای مبتنی بر مکانیک کوانتومی برای مولکول ها و ساختارهای دوره ای از جمله روش تابعیت چگالی (DFT، (QM/MM و روش های نیمه تجربی فراهم می کند. این ابزارها نتایج دقیقی را برای خواص ساختاری، ترموفیزیکی، الکترونیکی و نوری مواد پیش بینی می کند.

 

CASTEP: این ابزار خواص جامدات، فصل مشترک و سطوح را برای طیف گسترده مواد از جمله مواد نیمه هادی، سرامیک ها، فلزات با استفاده از روش تابعیت چگالی صفحه تخت پیش بینی می کند.

DMol3: این ماژول با استفاده از DFT ساختار الکترونی و خواص مولکول های آلی و غیرآلی، کریستال های مولکولی، جامدات کووالانسی، جامدات فلزی را پیش بینی می کند.

DFTB+: این ماژول ابزاری برای شبیه سازی خواص الکترونیکی مواد می باشد. این ماژول با استفاده از روش تابعیت چگالی بر پایه تقریب Tight-Binding قادر به شبیه سازی کوانتومی سیستم هایی با ابعاد بزرگ است.

NMR CASTEP: این ابزار شیف شیمیایی NMR و تانسور گرادیان میدان الکتریکی را با استفاده از اصوا اولیه پیش بینی می کند. این تکینیک را می توان برای محاسبه شیفت NMR هم مولکول ها وهم جامدات برای طیف گسترده ای از مواد سرامیکی و نیمه هادی بکار برد.

ONETEP: این ابزار قادر به محاسبات اصول اولیه یک سیستم تا چندهزار اتم با استفاده از روش DFT می باشد.

QMERA: این ابزار با بکار گیری روش QM/MM دقت کوانتومی را با سرعت محاسبات میدان نیرو ترکیب می کند. این رویکرد اجازه مطالعه سیستم های بزرگ با انجام محاسبات دقیق را می دهد.

VMAP: این ابزار قادر به پیش بینی سریه بسیاری از خواص فیزیکی و شیمیایی مولکول های ارگانیک و غیر ارگانیک با استفاده از تکنیک اوربیتال مولکولی نیمه تجربی است. این ابزار یک رویکرد میانی بین تکنیک میدان نیرو و تکنیک اصول اولیه است.


ابزارهای شبیه سازی کلاسیکی در Materials Studio

متریال استدیو طیف وسیعی از روش های کلاسیکی مبتنی بر برهم کنش اتم ها و مولکول ها شامل دینامیک مولکولی (MD)، دینامیک شبکه و روش های مختلف مونت کارلو (MC) بر پایه میدان های نیرو را رائه می دهد.

Adsorption Locator: این ابزار مکان های جذب با کمترین انرژی مولکول ها بر روی سطوح دوره ای و غیر دوره ای را پیدا می کند.

Amorphous Cell: این ابزار امکان ساخت سیستم های پیچیده آمورف برای تعیین خواص آن را فراهم می کند.

Blends: این ابزار دیاگرام فاز و پارامترهای برهم کنشی برای مایع-مایع، پلیمر- پلیمر و فاز تعادل را پیش بینی می کند.

Conformers: الگوریتم های جستجوی کنفورماسیونی و ابزار تجزیه و تحلیل برای توصیف ساختار مولکولی و انعطاف پذیری را فراهم می کند.

COMPASS: کامپس یک میدان نیرو است که قادر به پیش بینی خواص ساختاری، کنفورماسیونی،ارتعاشی، ترموفیزیکی برای طیف گسترده ای از مولکول های منزوی و در فاز چگال برای دما و فشار ها مختلف است.

Forcite Plus: این ابزار روش های مکانیک و دینامیک مولکولی برای مولکول ها و سیستم های دوره ای ارائه می دهد. این ابزار شامل طیف گسترده ای از امکانات تحلیلی برای پیش بینی خواص مکانیکی، پخش، تغییرات چگالی،چگالی انرژی همبستگی، تابع خودهمبستگی دوقطبی است. میدان های نیرو که در این ابزار پشتیبانی می شود شامل COMPASS ، CVFF ، PCFF و میدان نیروی جهانی(عمومی).

GULP: ابزاری برای اپتیماز کردن مواد است. این ابزار شامل طیف گسترده ای از میدان های نیرو برای فلزات، اکسیدها، نیمه هادی های معدنی و سیستم های کوولانسی است.

Sorption: ابزاری برای پیش بینی خواص پایه ای پدیده های جذب و جداسازی مانند ایزوترم جذب و ثابت هنری است.


ابزارهای شبیه سازی مزومقیاس در  Materials Studio

روش های مزو در متریال استدیو مبتنی بر رویکرد درشت دانه است که به موجب آن گروه ای از اتم ها توسط یک دانه (مهره) جایگزین می شوند. این روش قادر به مدل سازی در مقیاس های طولی و زمانی فرا تر از روش های کلاسیکی است.

MesoDyn: این ابزار مبتنی بر روش تابعیت چگالی کلاسیکی برای مطالعه رفتار سیستم مایعات و پلیمرهای پیچیده به خصوص فاز جدایی آنها در مقیاس های طولی و زمانی بلند است.

Mesocite: یک ماژول شبیه سازی درشت دانه برای مقاس های طولی نانومتر تا میکرو متر و مقیاس های زمانی نانوثانیه تا میکرو ثانیه است.


ابزارهای تحلیلی در Materials Studio

ابزار های تحلیلی برای بررسی، پیش بینی و اصلاح ساختار بلوری و رشد بلور استفاده می شوند:

Morphology: این ابزار امکان پیش بینی شکل کریستال از ساختار اتمی آن را می دهد.

Polymorph Predictor: این ابزار امکان پیش بینی پلی مورف شدن را با استفاده از ساختار مولکولی می دهد.

Reflex: این ابزار طرح پراش پودری اشعه ایکس، نوترون و الکترون را پیش بینی می کند.


 

معرفی دوره آموزشی Materials Studio

این دوره ابزارهای کلاسیکی نرم افزار متریال استدیو (شبیه سازی دینامیک مولکولی و مونت کارلو) آموزش داده می شود.

جلسه اول: شبیه سازی دینامیک مولکولی و مونت کارلو

   ۱- معرفی روش شبیه سازی دینامیک مولکولی
      ۱-۱ معادله های دیفرانسیل حرکت و روش های حل آن
      ۱-۲ مقدمه ای بر مکانیک آماری
      ۱-۳ تعریف جعبه شبیه سازی، شرایط اولیه سیستم و شرایط مرزی مختلف، ایجاد آنسامبل
      ۱-۴ معرفی میدان های نیرو و روش محاسبه نیروهای بلند برد
      ۱-۵ روش های کاهش زمان محاسبات
      ۱-۶سازماندهی شبیه سازی، تعادل و تحلیل نتایج
   ۲- معرفی روش شبیه سازی مونت کارلو
      ۲-۱ الگوریتم متروپلیس مونت کارلو
      ۲-۲ الگوریتم گرند کانونی مونت کارلو
      ۲-۳ الگوریتم مونت کارلوی جنبشی

جلسه دوم: آموزش شبیه سازی دینامیک مولکولی و مونت کارلو با استفاده از نرم افزار Materials Studio

   ۱- معرفی نرم افزار وقابلیت های آن
   ۲- ایجاد ساختار مورد نیز
   ۳- بهینه سازی ساختار از نظر انرژی و موقعیت مکانی
   ۴- معرفی ماژول های Discover وForcite
   ۵- بررسی ابزارهای کاربردی و آنالیز نتایج
   ۶- مثال های کاربردی از جمله شبیه سازی نانو سیم، نانو ذرات، نانولوله های کربنی، فولرن، گرافن ،برهم کنش پلیمر با نانوساختار ها، شبیه سازی نانوکامپوزیت ها و …
   ۷- معرفی ماژول های Kinetix و Sorption
   ۸- مثال های کاربردی از جمله جذب سطحی گاز بر روی نانو لوله کربنی ،اکسیداسیون سطوح جامدات و نانوساختارهاو …

 

نظرات


تصویر امنیتی تصویر امنیتی جدید

7 روز هفته، 24 ساعته پاسخگوی شما هستیم

social 16social 13social 09 social 05