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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;
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。

 
    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
  • 模块简介
FlexTS原理方法
FlexTS应用场景
  • 参数
DMol3引擎参数设置
DFTB+引擎参数设置
  • 模拟过渡态
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;
  • 过渡态功能应用优点拓展
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
  • 模拟多步转化反应的过程
质子的多步转移操作演练;
材料结构的演变;
  • 计算结果应用拓展
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CASTEPONETEP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