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一、Accelrys材料科学软件的主要应用领域包括：-固体物理及表面化学-催化、分离与化学反应-高分子及软材料-纳米材料-材料表征与仪器分析-晶体与结晶-QSAR(定量构效关系)与配方设计Accelrys(美国)公司是世界领先的计算科学公司，是一系列用于科学数据的挖掘、整合、分析、模建与模拟、管理和提交交互式报告的智能软件的开发者，是目前全球范围内唯一能够提供分子模拟、材料设计、化学信息学和生物信息学全面解决方案和相关服务的软件供应商，所提供的全面解决方案和科技服务满足了当今全球领先的研究和开发机构的要求。Accelrys材料科学软件产品提供了全面和完善的模拟环境，可以帮助研究者构建、显示和分析分子、固体、表面和界面的结构模型，并研究、预测材料的结构与相关性质。Accelrys的软件是高度模块化的集成产品，用户可以自由定制、购买自己的软件系统，以满足研究工作的不同需要。Accelrys软件用于材料科学研究的主要产品是MaterialsStudio分子模拟软件，它可以运行在台式机、各类型服务器和计算集群等硬件平台上。MaterialsStudio分子模拟软件广泛应用在石油、化工、环境、能源、制药、电子、食品、航空航天和汽车等工业领域和教育科研部门；这些领域中具有较大影响的跨国公司及世界著名的高校、科研院所等研究机构几乎都是Accelrys产品的用户。MaterialsStudio分子模拟软件采用了先进的模拟计算思想和方法，如量子力学（QM）、线性标度量子力学(LinearScalingQM)、分子力学(MM)、分子动力学(MD)、蒙特卡洛(MC)、介观动力学(MesoDyn)和耗散粒子动力学（DPD）、统计方法QSAR(QuantitativeStructure-ActivityRelationship)等多种先进算法和X射线衍射分析等仪器分析方法；模拟的内容包括了催化剂、聚合物、固体及表面、界面、晶体与衍射、化学反应等材料和化学研究领域的主要课题。MaterialsStudio分子模拟软件支持Windows和Linux操作平台，而且界面非常友好、操作简便，使化学及材料科学的研究者们能更方便地建立三维结构模型，并对各种小分子、晶体、无定型以及高分子材料的性质及相关过程进行深入的研究，得到切实可靠的数据。MaterialsStudio软件使任何研究者都能得到和世界一流研究部门相一致的材料模拟技术。二、MaterialsStudio模拟软件与PipelinePilot流程处理平台的整合三、MaterialsStudio软件的系统要求模块介绍-基本环境MS.MaterialsVisualizer-分子力学与分子动力学MS.DISCOVERMS.COMPASSMS.AmorphousCellMS.ForciteMS.ForcitePlusMS.GULPMS.EquilibriaMSConformersMSAdsorptionLocatorMS.Sorption-晶体、结晶与X射线衍射MS.PolymorphPredictorMS.MorphologyMS.X-CellMS.ReflexMS.ReflexPlusMS.ReflexQPA-量子力学MS.Dmol3MS.CASTEPMS.NMRCASTEPMSOnetepMSGaussianInterfaceMSQMERAMS.VAMP-高分子与介观模拟MS.SynthiaMS.BlendsMSMesociteMS.DPDMS.MesoDynMSMesotekMS.MesoProp-定量结构-性质关系MS.QSARMS.QSARPlusMS.Dmol3Descriptor基本环境·MS.VisualizerVisualizer可用来搭建分子、晶体、界面、表面及高分子材料结构模型，也可以构建样式各异的纳米团簇、介观尺度的结构模型，提供分子叠合以及分子库枚举等所需的所有工具，可以操作、观察及分析计算前后的结构模型，处理多种类型的图型、表格或文本等形式的数据，并提供软件的基本环境和分析工具以支持MaterialsStudio的其它产品。MSVisualizer是MaterialsStudio软件的核心模块，同时它还支持多种输入、输出格式，并可将动态的轨迹文件输出成avi格式，到MicrosoftOffice系列产品中进行编辑或演示。另外，也支持与第三方软件或数据库的对接和访问，比如可以使用Conquest来查询剑桥结构数据库（CSD），输出3D结构或者选择其中的分子片断等，不过使用者需要自己具有CSD的使用权限。分子力学与分子动力学·MS.DiscoverDiscover是MaterialsStudio的分子力学计算引擎。它使用了多种成熟的分子力学和分子动力学方法，这些方法被证明完全适应分子设计的需要。以多个经过仔细推导和验证的力场为基础，Discover可以准确地计算出最低能量构象，并可给出不同系综下体系结构的动力学轨迹。Discover还为AmorphousCell等产品提供了基础计算方法。周期性边界条件的引入使得它可以对固态体系进行研究，如晶体、非晶和溶剂化体系。另外，Discover还提供强大的分析工具，可以对模拟结果进行分析，从而得到各类结构参数、热力学性质、力学性质、动力学量以及振动强度。·MS.COMPASSCOMPASS是“Condensed-phaseOptimizedMolecularPotentialforAtomisticSimulationStudy”的缩写。它是一个支持对凝聚态材料进行原子水平模拟的功能强大的力场。它是第一个由凝聚态性质以及孤立分子的各种从头算和经验数据等参数化并验证的从头算力场。使用这个力场可以在很大的温度、压力范围内精确地预测出孤立体系或凝聚态体系中各种分子的构象、振动及热物理性质。在COMPASS力场的最新版本中，Accelrys加入了65个以上的无机氧化物材料以及混合体系（包括有机和无机材料的界面）的一些参数，使它的应用领域最终包含了大多数材料科学研究者感兴趣的有机和无机材料。你可以用它来研究诸如表面、共混等非常复杂的体系。COMPASS力场可以被多个模块调用，比如Discover、AmophousCell和ForcitePlus。·MS.AmorphousCellAmorphousCell允许你对复杂的无定型体系建立有代表性的模型，并对主要性质进行预测。通过观察体系结构和性质的关系，可以对分子的一些重要性质有更深入的了解，从而设计出更好的新化合物和新配方。可以研究的性质有：内聚能密度(CED)、状态方程行为、链堆砌以及局部链运动、末端距和回旋半径、X光或中子散射曲线、扩散系数、红外光谱和偶极相关函数等。AmorphousCell的特征还包括提供：任意共混体系的建模方法（包括小分子与聚合物的任意混合）、特殊的产生有序的向列型中间相以及层状无定型材料的能力（用于建立界面模型以适应粘合剂及润滑剂研究需要）、限制性剪切模拟、研究电极化和绝缘体行为的Poling法、多温循环模拟以及杂化的蒙特卡罗模拟。AmorphousCell的使用需要Discover分子力学引擎的支持。·MS.Forcite与MSForcitePlus先进的经典分子力学工具，可以对分子或周期性体系进行快速的能量计算及可靠的几何优化还可以进行刚体优化以及动力学模拟，可以实现模拟淬火、退火等功能。包含了Universal、Dreiding等被广泛使用的力场和PCFF、CVFF力场，并可以使用COMPASS力场以及多种电荷分配算法。支持二维体系的能量计算，可以对固态体系进行研究，如晶体、非晶和溶剂化体系，一整套的分析工具可用来对诸如偶极相关等复杂性质进行分析；同时还可以分析Discover所产生的.arc和.his轨迹文件，能够得到各类结构参数、热力学性质、力学性质、动力学量以及振动强度。该模块能够使用PerlScript功能编译。·MSGULPGULP是一个基于分子力场的晶格模拟程序，可以进行几何结构和过渡态的优化，离子极化率的预测，以及分子动力学计算。GULP引入了多种力场，比如Brenner，Bush，Dreiding，Lewis与Tersoff等十几种类型力场，既可以处理分子晶体，也可以计算离子性的材料。同时还可以利用已有的数据拟合出具有针对性的力场以供，研究独特的体系。GULP可以计算的性质包括：氧化物的性质，点缺陷、掺杂和空隙，表面性质，离子迁移，分子筛和其他多孔材料的反应性能和结构，陶瓷的性质，无序结构等，可应用于多相催化、燃料电池、核废物处理、蒸气电解、气体传感器、汽车尾气催化以及石油化工等诸多工业领域。·MS.Equilibria使用独有的NERD力场来计算烃类化合物单组分体系或多组分混合物的气液、液液相图，溶解度作为温度、压力和浓度的函数也可同时得到，还可计算单组分体系的二阶virial系数，临界常数和共存曲线可以通过IsingScaling分析得到。适用领域包括石油及天然气加工过程（如凝析气在高压下的性质）、石油炼制（重烃相在高压下的性质）、气体处理、聚烯烃反应器（产物控制）、橡胶。除了直链和支链的烷烃、烯烃以外可计算的体系还有主要的醇类、硫化物、硫醇、硫化氢和氮气等。·MSConformers这个模块提供了搜索非周期性分子体系的构象空间的方法，通过搜索可以找到能量较低的合理构象样本。所研究的主要自由度是由分子体系的扭转角来决定的。Conformers模块可以实现系统或是随机的构象搜索。当运行此模块获得一系列的构象时，可以进一步计算一系列描述符来对结构进行更详细的分析。Conformers同样支持在输出的结果上进行二次搜索过程。比如从初始构象搜索得到的结构定义某个子结构，然后对于所有的子结构进行二次搜索。·MSAdsorptionLocator可以用来模拟一种吸附物或者混合吸附物在基底上的负载情况。它可以在周期性或非周期性体系的基底上搜索到能量较低的吸附位点，或者研究混合吸附物中优先吸附的成分等。吸附物通常为分子气体或液体，基底可以是多孔晶体或表面，比如分子筛或者碳纳米管；也可以是无定形结构，比如氧化硅凝胶或者活性碳。AdsorptionLocator通过MonteCarlo的方法来确定可能的吸附构型，在这个过程中使用MonteCarlo方法来搜索在温度缓慢降低的时候，基底-吸附物体系的构象空间。·MS.Sorption使用GrandCanonicalMonteCarlo(GCMC)方法预测分子在微孔材料(如分子筛)中的吸附性质，可用于吸附等温线、结合位、结合能、扩散途径及分子选择性的研究。晶体、结晶与X射线衍射·MS.PolymorphPredictorPolymorph是一个算法集，目的是测定晶体的低能多晶型。此方法可以与实验衍射数据相关联或者仅仅使用材料的化学结构来实现此目的。晶体的多晶型可能会导致不同的性质，因此判断哪种晶型更加稳定或者接近稳定态是非常重要的。在处理过程中微小的改变都会导致稳定性的大幅度变化。Polymorph中的相似性选择和聚类算法允许用户将相似模型归类，从而节省计算时间。该模块能够使用PerlScript功能编译。·MS.Morphology从晶体结构来模拟晶体的生长形貌。可以预测晶体生长外形，预测主生长面，研发特殊效果的掺杂成分，控制溶剂和杂质的效应。·MS.X-Cell已申请专利的X-Cell是一种全新、高效、综合、易用的指标化算法，它使用消光决定（extinction-specific）的二分法对参数空间进行详尽无遗的搜索，最终给出可能的晶胞参数的完整清单。在许多情况下X-Cell显示出比DICVOL、TREOR和ITO更高的成功率。X-Cell可以很好的处理粉末衍射数据指标化过程中的许多难点，如样品含有杂质相、峰位重叠、零点偏移、极端形状的晶胞等。·MS.Reflex模拟晶体材料的X光、中子以及电子等多种粉末衍射图谱。可以帮助确定晶体的结构，解析衍射数据并用于验证计算和实验结果。模拟的谱图可以直接与实验数据比较，并能