Materials Studio

BIOVIA (Accelrys) Materials Studio

Пакет BIOVIA Materials Studio разработан для специалистов в области вычислительных исследований в химии, материаловедении, нанофизике. Решение предоставляет различные инструменты моделирования кристаллических структур и процессов кристаллизации, для исследования свойств полимеров, катализа и т.д. . Он содержит более 30 модулей с различными функциональными возможностями. Построение пакета создает дружественный интерфейс для пользователя и предоставляет возможность проводить обмен изучаемыми моделями между различными вычислительными модулями, которые способны проводить расчеты свойств моделируемых структур в рамках квантово-механических, полуэмпирических, параметризованных эмпирических и классических представлений.

Создание новых материалов

Благодаря Materials Studio, появляется возможность проектировать материалы любых типов с более высокими рабочими характеристиками, показателями, включая лекарственные препараты, катализаторы, полимеры и композиты, металлы и сплавы, батареи и топливные элементы, наноматериалы и многое другое.

Materials Studio является самой передовой в мире – и при этом крайне простой в использовании – средой для моделирования и оценки рабочих характеристик и поведения материалов.

Преимущества

  • Сокращение времени и затрат, связанных с проведением физических испытаний и экспериментов с перспективными вариантами материала за счет использования Virtual Screening;
  • Ускорение процесса нахождения инновационных решений – разработка новых, более надежных и экономически эффективных материалов при помощи программы осуществляется значительно быстрее в сравнении с постоянным проведением физических испытаний и экспериментов;
  • Автоматизация процессов и обмен наиболее эффективными практиками и методами работы в рамках Materials Studio Collection в BIOVIA Pipeline Pilot, а также за счет MaterialsScript API;
  • Более глубокое фундаментальное понимание связей между молекулярным и атомным строением, его свойствами и поведением;
  • Получение новых знаний посредством добавления вычислительного материаловедения в качестве дополнения к лабораторным экспериментам.

Моделирование химических процессов

Программное обеспечение подходит для виртуального моделирования химических процессов. Она представляет полный спектр возможностей для компьютерного моделирования с использованием квантового, атомного, мезомасштабного, статистического, аналитического и кристаллического инструментария.

Визуализация

Использование Materials Studio Visualizer (максимально простой и наиболее целостной графической среды моделирования материалов) позволяет демонстрировать более качественные результаты исследований в сжатые сроки и при меньших затратах. Materials Studio Visualizer предоставляет возможность выстраивать и просматривать модели молекул, кристаллические материалы, поверхности, полимеры и мезомасштабные структуры, а также производить с ними ряд манипуляций. Данный инструмент поддерживает Materials Studio, что позволяет визуализировать результаты моделирования в виде изображений, анимаций, графиков, диаграмм, таблиц и текстовой информации. Большинство инструментов в Materials Studio Visualizer доступны также в MaterialsScript API, что дает возможность опытным пользователям самостоятельно создавать необходимый им функционал и автоматизировать выполнение повторяющихся задач. Клиент Materials Studio Visualizer для Microsoft Windows работает с рядом серверных архитектур как на Windows, так и на Linux, что обеспечивает настройку рабочей среды под конкретные потребности пользователя.

Технологии решений

Программное обеспечение представляет полный спектр возможностей для компьютерного моделирования с использованием квантового, атомного, мезомасштабного, статистического, аналитического и кристаллического инструментария. Широкий выбор предлагаемых решений позволяет исследователям анализировать материалы при различных размерах частиц и масштабах времени для более точного прогнозирования их свойств и оценки рабочих показателей в максимально сжатые сроки.

Квантовый инструментарий

Программное обеспечение предоставляет пользователю набор основанных на квантовой механике полуэмпирических инструментов, а также инструментов для работы с молекулами и периодическими структурами, включая методы теории функционала плотности (DFT), линейно-масштабируемый метод DFT, комбинированный квантово-механический и молекулярно-механический метод (QM/MM). Данный инструментарий обеспечивает получение точных результатов в отношении структурных, термофизических, электронных и оптических свойств материалов.

Форма обратной связи

Проконсультируйтесь у нашего специалиста по вопросам лицензирования, возможностям Materials Studio и ценовым предложениям.

Будем рады ответить на Ваши вопросы.

Свяжитесь с нами Академическая программа

Amorphous Cell

Комплект вычислительных инструментов, позволяющих пользователю выстраивать характерные модели сложных аморфных систем и прогнозировать их ключевые свойства.

Blends

Прогнозирование фазовых диаграмм и параметров взаимодействия для смесей типа жидкость-жидкость, полимер-полимер, смесей с полимерными добавками, а также прогнозирование фазовых равновесий и технологии разделений фаз.

COMPASS

Точное прогнозирование структурных, конформационных, вибрационных и термофизических свойства для широкого спектра молекул в изоляции и в конденсированных фазах, а также во всевозможных режимах давления и температуры.

Conformers

Алгоритмы конформационного поиска и аналитический инструментарий для определения характеристик молекулярной конформации и гибкости.

Forcite

Усовершенствованный инструмент классической молекулярной механики, позволяющий проводить быстрые вычисления энергии и оптимизацию геометрии молекул и периодических систем.

Forcite Plus

Включает в себя широкий спектр аналитических элементов для прогнозирования механических свойств, диффузности, локальной структуры, вариаций плотности, плотности энергии сцепления, автокорреляционной функции диполей и прочее.

GULP

Метод для оптимизации, вычисления свойств и динамики материалов. Он включает в себя широкий набор силовых полей для металлов, оксидов, минеральных полупроводников, а также силовые поля для расчетов методом молекулярной механики при работе с ковалентными системами.

Mesocite

Модуль «крупнозернистого» моделирования для изучения материалов в масштабах протяженности от нанометров до микрометров и масштабах времени от наносекунд до микросекунд.  Mesocite способен выдать структурные и динамические свойства жидкостей в равновесии, при сдвиге или в ограниченных геометриях.

MesoDyn

Классический метод теории функционала плотности для изучения поведения сложных жидкостных систем в масштабах большой протяженности и длительного времени, в частности разделения и структуры фаз в сложных полимерных системах.

Synthia

Расчет свойств полимера, при использовании расширенных количественных соотношений структура-свойство (QSPR), позволяющих оперативно отобрать подходящие полимеры для широкого спектра свойств, а также прогнозировать свойства смесей сополимеров.

Adsorption Locator

Выявление участков малого энергопоглощения для молекул, как в периодических, так и непериодических структурах.

CASTEP

Моделирование свойств твердых тел, интерфейсов и поверхностей для широкого спектра материалов, включая керамику, полупроводники и металлы, используя метод функционала плотности с базисом плоских волн.

CANTERA

Модуль для объединения данных расчета переходного состояния из квантово-механических расчетов с данными по экспериментальному механизму химических реакций; моделирование кинетики реакции с целью прогнозирования концентрации реагентов и продуктов при различных моделях реактора и сгорания, условиях и геометрии.

DFTB+

Модуль для полуэмпирического моделирования электронных свойств материалов.  Данный модуль использует метод сильной связи, основанный на теории функционала плотности, обеспечивая квантово-механическую точность при работе с системами более крупных размеров.

 

DMol3

Используется для моделирования электронной структуры и свойств органических и неорганических молекул, молекулярных кристаллов, кристаллических тел с ковалентной связью, металлических твердых тел и бесконечных поверхностей с использованием теории функционала плотности (DFT).

Gaussian MS User Interface

Получение доступа к широкому спектру методов неэмпирического моделирования Gaussian через простой в использовании графический интерфейс Materials Studio.

KINETIX

Моделирование кинетики химических реакций, протекающих на поверхностях кристаллов, кинетическим методом Монте-Карло, предоставляя уникальную информацию о механизмах химических реакций и создавая проверенные модели характеристик катализатора.

NMR CASTEP

Неэмпирическое прогнозирование химических сдвигов ЯМР-поглощения и тензоров градиента электрического поля. Этот метод может применяться для расчета сдвигов ЯМР как молекул, так и твердых тел для широкого диапазона материалов, включая керамику и полупроводники.

ONETEP

Линейно-масштабируемый код теории функционала плотности (DFT), обеспечивающий точные неэмпирические (из первых принципов) вычисления при работе с системами размером до тысяч атомов.

QMERA

Использует комбинированный QM/MM метод, сочетающий квантовую точность со скоростью расчета методом силового поля. Данный подход позволяет выполнять точные расчеты при работе с очень большими системами, затрачивая значительно меньше усилий.

Sorption

Средство прогнозирования фундаментальных свойств необходимых для изучения явлений адсорбции и разделения, таких как изотермы сорбции и константы Генри.

VAMP

Прогнозирование многих физических и химических свойств для молекулярных органических и неорганических систем, используя полуэмпирический метод молекулярных орбиталей. VAMP – идеальный промежуточный подход, стоящий между методом силового поля и неэмпирическими методами.

Materials Visualizer

Easily build and visualize many different materials types from organometallic complexes to polymers, crystals, surfaces, and catalysts.

QSAR

Широкий набор дескрипторов и возможностей для продвинутого анализа, что помогает генерировать высококачественные связи структура – активность.

QSAR PLUS

Расширяет возможности QSAR, добавляя к ним функционал DMol3 Дескрипторов для расчета индексов реакционной способности и точных энергий реакций.

Morphology

Прогнозирование морфологии кристаллов по атомной структуре кристалла, разработка специальных добавок и контроль эффектов растворителя и примесей.

Motif

Анализ информации о связности; классификация и оценка предлагаемых структур. Отвечает на важный вопрос — кристаллизуются ли молекулы с сопоставимой архитектурой в аналогичных конфигурациях связи, как предлагаемая новая структура.

Polymorph Predictor

Прогнозирование потенциальных полиморфов конкретного соединения из молекулярной структуры; изучение недеформируемых, ионных и неионных молекулы; получение важных данных для патентования и регистрации соединений.

Reflex

Моделирование рентгеновской, нейтронной и электронной порошковой дифракции, определение кристаллической структуры, помощь в интерпретации дифракционных данных и подтверждение результатов экспериментов и расчетов.

Reflex Plus

Добавление технологии Powder Solve к функциональности Reflex, с целью получения комплексного решения для определения кристаллических структур на основании данных порошковой дифракции.

Reflex QPA

Определение относительной пропорции различных фаз, включая как неорганические, так и органические системы, в смеси на основе данных порошковой дифракции.

X-Cell

Получение данных порошковой дифракции от источников рентгеновского, нейтронного и электронного излучения при помощи надежного алгоритма индексации.

BIOVIA Materials Studio поддерживает характеристику и разработку существующих и новых аккумуляторных материалов. В сочетании с более широким портфелем от Dassault Systèmes, материаловеды могут ускорить проектирование устойчивых, безопасных и надежных батарей.

Анод

  • Прогнозирование переноса ионов лития в аноде и расположения ионов лития в аноде во время зарядки и разрядки;
  • Определение процессов, приводящих к расслоению графена и общей деградации анода;
  • Изучение факторов, контролирующих рост и стабилизацию поверхности раздела твердого электролита;
  • Определение механизмов атомарного масштаба для ухудшения исполнений батареи, таких как образование металлических дендритов.

Катод

  • Расчет напряжения разомкнутой ячейки (OCV) для различных катодных материалов для оценки кривых зарядки и разрядки;
  • Оценка изменений в структуре катода во время цикла для определения его влияния на общую емкость катода;
  • Изучение и оптимизация взаимодействия между поверхностью катода и различными покрытиями.

Электролит

  • Расчет диффузии ионов лития по чистым электролитам или смесям;
  • Изучение того, как молекулы электролита разрушаются и включаются в поверхность раздела твердого электролита во время работы;
  • Определение свойств электролитных добавок для оценки их влияния на исполнения;
  • Прогнозирование вязкости электролитных составов;
  • Materials Studio также может быть объединена с COSMOtherm для прогнозирования безопасности электролитов на основе таких свойств, как давление пара и точка вспышки.

 

BIOVIA Materials Studio предоставляет полный набор методов для прогнозирования и характеристики поведения катализаторов in silico.

Моделирование реакций

  • Прогнозирование энергий реакции, барьеров активации и констант кинетической скорости;
  • Проведение моделирования химических реакций, происходящих на поверхности кристаллов;
  • Прогнозирование концентраций реагентов и продуктов в различных условиях и геометрии реактора.

Прогнозирование свойств катализатора

  • Размещение наиболее стабильных участков адсорбции в таких материалах, как цеолиты;
  • Расчет влияния локальной геометрии и/или дефектов на механизм действия катализатора;
  • Проверка новых катализаторов на основе их химических структур с помощью статистических методов и методов машинного обучения;
  • Оценка электронных и химических свойств комплексов металл-лиганд;
  • Прогнозирование структуры и свойств катализатора для крупных систем, таких как наночастицы (> 500 атомов)

BIOVIA Materials Studio предоставляет полный набор методов in silico для поддержки проектирования и характеристики химических продуктов и производственных процессов.

Специальные химикаты

  • Построение прогностических моделей, которые соотносят молекулярные дескрипторы со свойствами материалов;
  • Прогнозирование теплофизических свойств полимеров, поверхностно-активных веществ и химических веществ;
  • Проектирование защитных покрытий путем понимания поверхностных химических процессов, таких как поглощение и коррозия в атомном масштабе;
  • Прогнозирование объемных свойств смесей химических веществ, таких как смазочные материалы, полимерные смеси, с использованием моделей количественной структуры и соотношения свойств.

Сыпучие химикаты и растворители

  • Определение того, как изменения в структуре катализатора могут повлиять на общую эффективность объемного химического производства;
  • Понимание механизмов химических реакций для оптимизации химических процессов;
  • Моделирование реакций на поверхности твердого катализатора для оптимизации кинетики реакции для процессов химической конверсии;
  • Моделирование кинетики реакции для прогнозирования концентраций реагентов и продуктов в различных моделях, условиях и геометрии реактора и горения;
  • Расчет дополнительных термодинамических свойства, таких как растворимость и давление пара, с помощью BIOVIA COSMOtherm.

BIOVIA предоставляет полный набор решений для проектирования и разработки продуктов CPG, понимая атомарные взаимодействия, лежащие в основе поведения продуктов.

Еда и напитки

  • Изучение влияния условий окружающей среды на свежесть и внешний вид пищи, например, цветение шоколада;
  • Оценка воздействия замены растительных или «зеленых» жиров и масел на модели количественных отношений структура-свойство (QSPR);
  • Прогнозирование свойств рецептур изделий и их оптимизация для конечных рынков с помощью собственных рабочих процессов машинного обучения;
  • Создание фармакофорных моделей для прогнозирования новых одорантов и ароматизаторов с помощью инструмента CATALYST в BIOVIA Discovery Studio.

Личная гигиена

  • Прогнозирование проникновения активных ингредиентов и добавок в кожу с помощью BIOVIA COSMOPLEX;
  • Расчет растворимости с помощью BIOVIA COSMOtherm;
  • Определение спектров эмиссии и поглощения молекул пигмента;
  • Определение молекулярных характеристик, придающих желаемые потребительские свойства, такие как пенообразование и стабильность, с помощью моделей QSPR.

Товары для дома

  • Прогнозирование образования мицелл для оценки моющей активности и поведения;
  • Определение воздействия замены ингредиентов «зелеными» альтернативами;
  • Расчет термодинамических свойств, таких как давление паров растворителя, с помощью BIOVIA COSMOtherm для определения их использования в аэрозолях и распылениях.

Упаковка

  • Прогнозирование свойств полимеров и смесей для их оптимизации для упаковки и транспортировки пищевых продуктов;
  • Определение продуктов деградации упаковки из-за окружающей среды;
  • Расчет прочности клеев и понимание механизма связывания.

BIOVIA Materials Studio в сочетании с BIOVIA Pipeline Pilot предоставляет множество методов для идентификации стабильных многокомпонентных составов сплавов и прогнозирования их соответствующих свойств материала.

Сплавы

  • Предложение устойчивых решетчатых структур для многокомпонентных сплавов на основе их состава;
  • Расчет свойств материала для сплавов на основе квантовомеханических методов в CASTEP, таких как:
    • Механические и упругие свойства
      • Коэффициенты упругости;
      • Модули упругости;
    • Тепловые свойства
      • Теплопроводность;
      • Тепловое расширение;
      • Теплоемкость;
    • Электрические свойства
      • Магнитный момент.
  • Оценка молекулярных взаимодействий между поверхностями сплавов и покрытиями.

Производство добавок

  • Прогнозирование энергетической благоприятности образования неупорядоченных сплавов по составу;
  • Определение теплопроводности и теплового расширения, которые могут использоваться для понимания поведения материала во время селективной лазерной плавки и последующего процесса охлаждения для оценки пригодности материала для производства присадок.

BIOVIA Materials Studio предоставляет полный набор методов для моделирования поведения лекарственных соединений in silico.

Кристаллизация

  • Определение кристаллических структур для лекарственных соединений с помощью смоделированных спектров порошковой дифракции и их уточнение по экспериментальным результатам;
  • Исследование потенциальных полиморфных соединений непосредственно из его молекулярной структуры;
  • Предсказание морфологического кристаллического материала по его кристаллической структуре и исследование влияния растворителей и примесей на рост кристаллических граней.

Стабильность

  • Определение потенциала соединений-кандидатов для автокисления или перекрестных реакций с различными эксципиентами;
  • Прогнозирование температуры стеклования и других свойств для исследования стабильности соединений-кандидатов в аморфной твердой дисперсии;
  • Определение механических свойств соединений-кандидатов для технологичности (измельчение, перемешивание и т.д.).

Растворимость

  • Выполнение высокопроизводительных вычислений различных коэффициентов дисперсии, таких как logD и AlogP;
  • Расчет параметров растворимости и смешиваемости соединений с помощью моделирования;
  • Прогнозирование растворимости соединений в различных растворителях и сетчатых кристаллах;
  • Определение «загрузки» соединения в мицеллах и других системах носителей.

BIOVIA Materials Studio поддерживает характеристику и разработку существующих и новых материалов для дисплея, включая OLED, органические полупроводники и другие.

  • Крепление активного слоя стеклом;
  • Моделирование потенциальных механизмов травления;
  • Понимание осаждения, печати и адгезии к подложкам;
  • Прогнозирование оптических спектров с использованием первых принципиальных расчетов;
  • Прогнозирование растворимости материалов в технологических растворителях с использованием COSMOtherm;
  • Имитация отверждения полимерных пленок для инкапсуляции;
  • Прогнозирование миграции дыр и рекомбинации с использованием ab initio MD;
  • Влияние молекулярного порядка на подвижность носителей обвинения.

Светодиоды

  • Прогнозирование фотолюминесценции;
  • Прогнозирование флуоресценции и фосфоресценции;
  • Расчет переноса электронов с использованием методов функции Грина для мониторинга кривой IV как для периодических, так и непериодических структур;
  • Расчет функции передачи на интерфейсе;
  • Обвинение транспорта и подвижность носителей в органических фотодетекторах;
  • Процесс генерации обвинения и разделения обвинения в объемном гетеродинном соединении;
  • Расчет смещения полосы и подвижности металлических датчиков, пропитанных металлом;
  • Поляризуемость и гиперполяризуемость для органики, адсорбированной на активных поверхностях
    OLED или подтверждение структуры органического полупроводника с использованием твердотельного ЯМР-моделирования;
  • Возможность проектирования полностью многослойной модели области электрода и органического устройства;
  • Высокопроизводительные автоматизированные рабочие процессы на основе Python для вычисления основного состояния и возбужденные свойства состояния для автоматического создания базы данных.

BIOVIA Materials Studio ускоряет проектирование и разработку полимерных композиционных материалов, обеспечивая понимание поведения этих материалов in silico.

Полимеры

  • Прогнозирование поведения чистых полимеров и их свойств, таких как температура стеклования (Tg), модуль Юнга, предел текучести и критическая деформация;
  • Моделирование поперечных связей для понимания формирования полимерной сети и влияния химической структуры, добавок и обработки на механические свойства и Tg;
  • Расчет энергий и кинетики реакции полимеризации и деструкции;
  • Изучение характеристик катализатора, таких как стереохимическая селективность;
  • Прогнозирование термодинамических свойств с помощью BIOVIA COSMOtherm;
  • Использование модели количественной структуры – отношения свойств (QSPR) для корреляции полимерной повторяющейся единичной структуры с объемными свойствами, такими как Tg, коэффициент Пуассона, теплопроводность, показатель преломления, напряжение разрушения и проницаемость.

Композиты

  • Когезионная прочность и механический отказ поверхности раздела полимер-наполнитель;
  • Ситовые проклеивающие вещества для производства углеродных волокон желаемой формы и размера;
  • Имитация сшивки смолы вокруг волокон и характеристика структуры и прочности связывания.

BIOVIA Materials Studio предоставляет полный набор инструментов моделирования и симуляции для изучения ключевых свойств материалов, лежащих в основе функций полупроводников, транзисторов и фотоэлектрических устройств.

Полупроводники и транзисторы

  • Уточнение характеристик устройства, определяющих электронные свойства;
  • Определение влияния дефектов на производительность;
  • Оценка оксидно-оксидной границы раздела;
  • ALD, оценка и дизайн прекурсоров CVD;
  • Определение плотности состояний и запрещенной зоны (со смещением);
  • Фоторезистный анализ и газодиффузионная аналитика;
  • Перенос электронов для создания кривой IV для облегчения проектирования устройств;
  • Оптические свойства для чувствительной способности;
  • Прогнозирование спектров эмиссии для транзисторных материалов для использования в технологиях дисплея;
  • Проектирование тонкопленочных транзисторов для согласования эффектов напыления на кристаллическую форму.

Упаковка

  • Определение мезоскопической гетерогенности в процессе отверждения смол для оценки их теплового расширения на стадиях отверждения;
  • Расчет адгезии эпоксидных смол с металлическими поверхностями для решения вопросов стабильности, влагозависимости;
  • Конструктивные и электронные свойства паяных соединений.

    Академическое сообщество

    Согласен на обработку персональных данных.Политика конфиденциальности







        Получить CST Studio Suite Student Edition

        Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

          Получить стоимость лицензии CST Studio Suite
          для исследовательской деятельности

          Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

            Получить стоимость лицензии CST Studio Suite
            на учебный класс

            Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

              Получить стоимость лицензии XFlow
              для исследовательской деятельности

              Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

                Получить стоимость лицензии XFlow
                на учебный класс

                Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

                  Бесплатная лицензия на месяц

                  Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

                    Получить Abaqus Student Edition

                    Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

                      Получить стоимость лицензии SIMULIA Abaqus
                      для исследовательской деятельности

                      Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

                        Получить стоимость лицензии SIMULIA Abaqus
                        на учебный класс

                        Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

                          Получить BIOVIA Draw

                          Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

                            Регистрация на вебинар

                            Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности



                              Регистрация на BIOVIA Conference 2021

                              Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности


                                Запрос коммерческого предложения

                                Согласен на обработку персональных данных. Политика конфиденциальности

                                Сообщить об опечатке

                                Текст, который будет отправлен нашим редакторам: