网络讲座
Materials Studio新模块FlexTS在催化反应中的应用系列讲座
FlexTS简介
在模拟计算做化学反应的时候，通常使用TS search的功能进行过渡态的计算，需要我们明确反应路径，手动搭建反应物结构、产物结构，通过TS search功能之后获得反应物能量、产物能量、过渡态能量；反应热为产物能量减去反应物能量；反应能垒为过渡态能量减去反应物能量；
讲座主要内容简介
视频回放
知乎：浦华模拟计算（视频专区）
Materials Studio-ONETEP在工业领域中的应用讲座
FlexTS简介
在模拟计算做化学反应的时候，通常使用TS search的功能进行过渡态的计算，需要我们明确反应路径，手动搭建反应物结构、产物结构，通过TS search功能之后获得反应物能量、产物能量、过渡态能量；反应热为产物能量减去反应物能量；反应能垒为过渡态能量减去反应物能量；
但是对于多步反应来说，就需要设定很多的中间态结构，确保每个反应都是基元反应；这就需要我们仔细的判断研究，所以中间态结构的设定是非常关键。这样对于多步骤的复杂反应搭建模型较为困难，一方面中间态结构要准确，另一方面，中间态不能有所遗漏。
Materials Studio V2021添加了FlexTS模块，在扩散迁移、结构转变、化学反应路径等问题的研究中该模块展现出非常强大的功能。
FlexTS方法原理
FlexTS是一个用于反应路径计算的模块，包括最小能量路径、过渡状态和多步反应。MEP中Full Path的基本原理过程，如图所示；
Full path原理
1、用NEB方法计算反应物到产物的轨迹文件，在反应物和产物中间插入若干个中间结构，这样为了获得大概的能量路径；
2、根据找到的能量最高的结构进行过渡态的优化，得到一个过渡态结构；
3、从过渡态结构向正反应和逆反应两个方向出发，找到对应的“反应物”和“产物”；
4、最后将整个反应过程都联系起来，形成反应过程能量最小的路径。
2、根据找到的能量最高的结构进行过渡态的优化，得到一个过渡态结构；
3、从过渡态结构向正反应和逆反应两个方向出发，找到对应的“反应物”和“产物”；
4、最后将整个反应过程都联系起来，形成反应过程能量最小的路径。
所以在模拟过程中只要搭建反应物结构和产物结构即可，路径中中间结构、能量均自动计算获得。并且稳定性、收敛性相比TSsearch更好；对于能垒很低的构象转变也能获得。
讲座主要内容简介
| FlexTS在催化反应中的应用（一）2023年9月26日 14：00-15：30 | |
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FlexTS原理方法 FlexTS应用场景 |
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DMol3引擎参数设置 DFTB+引擎参数设置 |
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输入文件的准备； 对比DMol3中的TS search功能，从操作、结果分析进行操作演示； 利用DFTB+作为计算引擎，操作演练Flex TS的过渡态计算； |
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输入文件准备、操作技巧等操作演练； 总结Flex TS中的过渡态计算优势，提高操作效率； |
| FlexTS在催化反应中的应用（二）2023年10月10日 14：00-15：30 | |
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质子的多步转移操作演练； 材料结构的演变； |
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计算结果应用于Reaction kinetix； 结果应用于Cantera模块； 计算结果应用于ReactionFinder； |
视频回放
知乎：浦华模拟计算（视频专区）
Materials Studio-ONETEP在工业领域中的应用讲座
ONETEP概述：
ONETEP（Order-N Electronic Total Energy Package）是一个革命性的基于量子力学的软件，专为大型体系（>500 atoms）的计算而设计。这为复杂结构与界面体系中相互作用的精确计算提供了有力的工具。ONETEP在密度矩阵公式中采用密度泛函理论(DFT)。ONETEP算法是一种线性缩放的方法，因此计算总能量所需的时间随原子数量的增加而线性增加。而一般密度泛函程序的计算时间与体系尺寸的三次方成正比。下图为CASTEP和ONETEP计算时间随原子数变化的关系。
ONETEP（Order-N Electronic Total Energy Package）是一个革命性的基于量子力学的软件，专为大型体系（>500 atoms）的计算而设计。这为复杂结构与界面体系中相互作用的精确计算提供了有力的工具。ONETEP在密度矩阵公式中采用密度泛函理论(DFT)。ONETEP算法是一种线性缩放的方法，因此计算总能量所需的时间随原子数量的增加而线性增加。而一般密度泛函程序的计算时间与体系尺寸的三次方成正比。下图为CASTEP和ONETEP计算时间随原子数变化的关系。
ONETEP的应用领域包括表面化学，固体材料结构性质，大分子体系以及纳米管的结构和能量的研究。适用于锂离子电池、半导体和陶瓷材料中的缺陷(空位、间隙、取代杂质、晶界和位错)的电子结构等性质研究。
讲座内容：
主要介绍ONETEP程序的架构，ONETEP开发进展。包括混合交换相关泛函、溶剂化模型和电解质模型下进行原子尺度电化学模拟，计算参考电极的固定电压的巨正则方法。催化剂的选择性加氢模拟，Li离子电池中锂金属在阳极上沉积的过电势和位点。
讲座专家：ONETEP开发者
讲座时间：12月12日 周二 16:00-17:30
讲座方式：在线
报名方式：
Industrial applications using the ONETEP linear-Scaling DFT Code on materials studio | Dassault Systèmes® (3ds.com)
https://events.3ds.com/industrial-applications-using-onetep
讲座内容：
主要介绍ONETEP程序的架构，ONETEP开发进展。包括混合交换相关泛函、溶剂化模型和电解质模型下进行原子尺度电化学模拟，计算参考电极的固定电压的巨正则方法。催化剂的选择性加氢模拟，Li离子电池中锂金属在阳极上沉积的过电势和位点。
讲座专家：ONETEP开发者
讲座时间：12月12日 周二 16:00-17:30
讲座方式：在线
报名方式：
Industrial applications using the ONETEP linear-Scaling DFT Code on materials studio | Dassault Systèmes® (3ds.com)
https://events.3ds.com/industrial-applications-using-onetep
ONETEP计算任务与功能：
单点能、结构优化、动力学计算、过渡态搜索、电子传输。
电子密度、静电势、电子态密度、局域电子态密度、电子局域函数、电子激发态、光学性质、轨道、布局分析、电子输运。
ONETEP相关案例：
基于DFT的隐式溶剂化模型研究Pt(111)对水相中有机物的吸附自由能
单点能、结构优化、动力学计算、过渡态搜索、电子传输。
电子密度、静电势、电子态密度、局域电子态密度、电子局域函数、电子激发态、光学性质、轨道、布局分析、电子输运。
ONETEP相关案例：
基于DFT的隐式溶剂化模型研究Pt(111)对水相中有机物的吸附自由能
有机物在水相中的吸附是一个实验上难以测量的参数，而使用计算方法溶剂存在导致计算量较大，采用隐式溶剂代替，这将大大减少计算成本，因为不需要具体的溶剂分子模型。
文中使用ONETEP隐式溶剂模型的DFT计算获得Pt(111)表面小有机物在水相中吸附的自由能和熵变(ΔGads和ΔSads)。在实验数据有限且难以测量的情况，本文所提出的技术为验证和预测溶剂化金属表面上的ΔGads和ΔSads提供了一种廉价的工具。
文中使用ONETEP隐式溶剂模型的DFT计算获得Pt(111)表面小有机物在水相中吸附的自由能和熵变(ΔGads和ΔSads)。在实验数据有限且难以测量的情况，本文所提出的技术为验证和预测溶剂化金属表面上的ΔGads和ΔSads提供了一种廉价的工具。
(J.Chem.Theory Comput.2022,18,1849−1861)
锂离子电池石墨阳极上的锂成核机理
锂离子电池在电动汽车上的应用需要提高安全性、延长寿命和高充电率。石墨是锂离子电池最常用的插层负极材料之一，它容易受到锂成核的影响，这是一种与插层过程竞争的副反应，会导致电池可逆容量的丧失、老化和短路。
本文利用ONETEP研究了不同电压下锂金属参考电极在石墨阳极周围电解质环境下锂团簇的成核和生长。模拟结果找到了成核能为负的电压，即“零成核能势”(UPZN)。我们观察到UPZN作为成核簇大小的函数在图中有一个明显的最小值。当施加在石墨电极上的电压低于UPZN的最小值时，成核团簇开始在石墨电极上无界生长。与未锂化石墨相比，锂化石墨更有利于成核和团簇生长。我们发现周围环境起着重要的作用，在电解质环境中比在真空中计算预测的成核更容易发生。我们观察到用大正则系综DFT方法得到的电解质中的势与实验数据接近。该研究对电池中金属枝晶的成核、生长和控制具有重要意义。
(J. Mater. Chem. A, 2022, 10,11426)
本文利用ONETEP研究了不同电压下锂金属参考电极在石墨阳极周围电解质环境下锂团簇的成核和生长。模拟结果找到了成核能为负的电压，即“零成核能势”(UPZN)。我们观察到UPZN作为成核簇大小的函数在图中有一个明显的最小值。当施加在石墨电极上的电压低于UPZN的最小值时，成核团簇开始在石墨电极上无界生长。与未锂化石墨相比，锂化石墨更有利于成核和团簇生长。我们发现周围环境起着重要的作用，在电解质环境中比在真空中计算预测的成核更容易发生。我们观察到用大正则系综DFT方法得到的电解质中的势与实验数据接近。该研究对电池中金属枝晶的成核、生长和控制具有重要意义。
(J. Mater. Chem. A, 2022, 10,11426)
