Materials Studio简介
Materials Studio（MS）是法国达索BIOVIA品牌下的一款全尺度材料模拟平台。MS拥有优异的操作界面，能够快捷实现模型搭建、参数设定以及结果的可视化分析；MS中融合了多种模拟技术，整合20多个功能模块，实现从电子结构解析到宏观性能预测的全尺度科学模拟研究。历年的更新，MS在功能、效率、精度、使用体验等方面变得更加完善。Perl脚本编写功能使得MS在计算与分析作业变得更加灵活。
MS的用户涵盖能源、材料、物理、化学、化工、药物等多个领域，目前为止在国际知名期刊上发表相关的论文超过46000篇。MS文献检索网址：
https://www.3ds.com/products-services/biovia/references/


Visualizer界面功能

整个软件使用的基本图形化操作界面，文档管理、建模工具、模型显示、结果渲染、脚本编辑等功能。
文档：表格、图片、脚本、text、HTML、perl脚本等；
模型格式：xsd、CIF、mol、mol2、pdb、car；
3D模型：团簇、小分子、高分子、纳米管、晶体、表面、界面、无定型多组分、电极；


 

量子力学方法
VAMP
VAMP是一款基于原子轨道线性组合方法的半经验量子力学程序。它通过忽略部分不太重要的原子轨道重叠积分或者用经验参数替代部分轨道重叠积分的方式简化计算。可以计算非周期体系的电子密度、静电势、紫外可见光谱、熵焓热力学性能、轨道等。VAMP 主要是对有机和无机分子体系进行模拟计算，它可以快速计算多种物理和化学性质。

 

DMol3
DMol3采用原子轨道线性组合的方法描述体系的电子状态。该方式兼顾了计算精度和效率，使得DMol3成为一款高效实用的量子力学程序。可以预测材料的电子结构、光学、力学、热力学性能以及气相、溶液、表面及其它固态环境中的化学反应，适合解决化学、化工、生物、材料、物理等领域中的各类问题，尤其是化学反应机理及催化领域的问题。

 

CASTEP
CASTEP是由剑桥大学研究组开发的一款基于密度泛函理论的先进量子力学程序。程序采用平面波函数描述电子状态，利用赝势替代内层电子，也被称为平面波赝势方法。适于解决固体物理、材料物理、材料科学、化学以及化工等领域中的各类问题。所涉及的研究对象包括半导体、陶瓷、金属、分子筛等各类晶体材料，以及掺杂、位错、界面、表面等各种缺陷结构。

 

DFTB+
DFTB+是一款融合了密度泛函方法(DFT)准确性和紧束缚方法(TB)高效性的半经验量子力学程序，其中所采用的原子轨道波函数和原子核间相互作用势均基于DMol3的结果拟合得到。DFTB+可以对数千个原子体系进行模拟研究，为解决电子、催化、化学化工等领域中各种问题的模拟方法。对于传统量化计算反应动力学计算量方便的问题，DFTB+有其独有的优势。所涉及的研究对象包括有机分子、团簇、绝缘体、半导体、金属，甚至是生物大分子等各类非周期性和周期性体系。

 

ONETEP
ONETEP是由剑桥大学研究组开发的一款专门针对大体系(>500原子)的量子力学程序。其关键技术是采用非正交的广义万尼尔(Wannier)函数替代平面波函数进行计算，使模拟计算的时间与体系的大小成线性关系。ONETEP 也被称为线性标度的量子力学方法。可以计算 体系电子态密度、电子局域函数、光学性质、电子激发态、轨道、布局；其应用范围主要包括表面化学、大分子体系(蛋白质、DNA、抗体)及其它复合材料、纳米材料以及半导体、陶瓷材料缺陷等。

 

FlexTS
FlexTs是一款复杂过渡态自动化搜索的模块，可以使得催化反应路径的计算更加简便和智能，只需要提供催化反应的初始结构和末态结构，FlexTS可以给出完整的反应路径，输出中间态的结构和能量，这些参数的获得可以更加方便进行反应动力学的计算研究。FlexTS提升了催化反应工作的计算精度和效率；并且计算收敛性更好，极大简化了计算催化反应中间结构的确认。算法稳定对于能垒很低的反应也能够通过FlexTs搜索得到。该模块计算引擎为DMol3或DFTB+。

 

量子力学+分子力学综合模块
QMERA
QMERA是一款将量子力学方法的精确性与经典模拟方法的高效性有机结合的程序，在计算的模型中划分量子力学区域和分子力学区域；然后分别调用DMol3模块和GULP模块进行处里。QMERA 提供了多种方式解决两个区域间的耦合问题。它可研究包含上千个原子的体系，在充分考虑周围原子影响的条件下，得到其核心部分的电子结构、可能的化学反应机理、紫外已见光谱、红外光谱等信息。这一方法在非均相催化、表界面吸附、聚合物间的相互作用、生物分子活性的研究中相比于传统量化方法更具优势。

 

分子力学动力学模块
COMPASS
COMPASS是一个强大的力场，支持凝聚态材料的原子模拟。COMPASS是第一个使用凝聚相特性参数化和验证的从头算力场，此外还有各种孤立分子的从头算和经验数据。COMPASS可在一个很大的温度、压力范围内，精确地预测多种单分子及其凝聚态的结构、构象、振动及热物理性质。包含对离子液体、杂环分子等特殊体系的支持，目前MS 2023中只有COMPASSIII。

 

Blends
Blends 是一款以力场为基础，采用扩展的 Flory-Huggins 模型估算二元混合物体系相容性的程序，可以有效的缩短工艺探索周期。这些二元混合物包括溶剂-溶剂、聚合物 -溶剂以及聚合物-聚合物。这种模拟技术能够直接从二元混合物的化学结构预测出混合物的热力学性质。作为一个快速的筛选工具，Blends 可以在缩减试验次数的同时开发出稳定的产品配方，它在粘结剂、医药、化妆品等材料制备领域具有重要作用。