随着Materials Studio 2025的问世，材料科学研究者们迎来了一系列激动人心的新功能和模块增强，这些创新不仅提升了模拟的效率和精度，还拓展了研究的深度和广度。本文将带您领略Materials Studio 2025的全新面貌，从非晶单元的构造到介观模拟的精细化，每一处更新都为材料科学的探索之旅增添了新的工具。
在材料科学的浩瀚宇宙中，Materials Studio 2025如同一艘装备精良的探索舰，携带着最新的科技装备，准备带领我们前往未知的研究领域。这艘舰船的每一次升级，都意味着我们对材料世界的理解将更加深入。
Materials Studio 模块增强
探索新功能
非晶单元（Amorphous Cell）：模糊边界的艺术
Materials Studio 2025对非晶单元构造模拟进行了性能优化，特别是在处理大型分子系统时，提供了更高效的模拟能力。这就像是在模糊的边界上绘制清晰的图像，让我们能够更精确地预测和理解非晶材料的性质。
CASTEP：量子计算的新纪元
1.CASTEP模块在Materials Studio 2025中迎来了革命性的更新。现在，我们可以利用FlexTS模块预测反应路径，探索化学反应的奥秘。
2.在Linux上使用GPU资源进行计算，加速了涉及非局部交换相关泛函的昂贵计算。（目前Windows系统还不行）
3.此外，CASTEP现在可以使用超软赝势形式计算压电系数，为材料的压电性质研究提供了新的视角。
4. 实现了交换相关meta-GGA泛函R2SCAN。
5. 弹性系数报告了新的标量对数欧几里得测量晶体弹性各向异性。
Kube AL各向异性指数（Kube AL anisotropy index）是一个用来量化晶体材料弹性各向异性的指标。这个指数由Christopher M. Kube提出，它基于对第四阶弹性张量的对数欧几里得空间中的距离度量。AL指数是一个绝对的各向异性度量，其中完全各向同性（perfect isotropy）的极限情况对应于零值。这意味着，当材料的弹性特性在所有方向上都相同时，其AL指数为零；而随着材料各向异性的增加，AL指数的值也会增加。
①在新材料合成领域，快速准确地预测弹性是热点问题，而Kube AL指数提供了一种评估材料弹性各向异性的方法，有助于筛选具有特定弹性特性的材料。
②Kube AL指数可以应用于预测大量材料的弹性特性，并指导新材料的合成。通过可视化分析，可以揭示影响预测结果的关键特性，如原子能量、熔点、密度等，这些特性对于初步预测弹性模量的范围和材料的重要特性估计具有应用价值。
6.对GGA泛函实现了Grimme D3色散校正。
7.针对4f和5f元素的即时代生成超软赝势（OTFG）的改进设置。
DFTB+：振动光谱的新视角
DFTB+模块现在提供振动光谱的频率属性选项，为我们提供了观察分子振动的新窗口。通过充分利用DFTB+ API，Materials Studio与DFTB+求解器之间的连接性能得到了显著提升，就像是在分子的舞蹈中捕捉到了更加细微的脚步声。
DMol3：晶体弹性的新测量
DMol3模块在计算弹性系数时引入了新的标量对数欧几里得测量晶体弹性各向异性，为我们提供了一种全新的视角来观察和理解晶体的弹性行为。
Forcite：力场与动力学的新篇章
1.支持包括两个新的MACE力场在内的MACE类别的机器学习力场。
2.在NPH或NPT动力学模拟中生成压力和应力图表。
①在NPT模拟中，压力（P）是通过计算系统中原子间的相互作用力和它们所占的体积来确定的。应力（stress）是指作用在物质微小单元体积上的外力，它描述了物质内部力的分布情况。在模拟中，压力和应力的计算可以帮助我们了解物质在外部条件变化下的响应。
②生成压力和应力图表意味着在模拟过程中，系统会记录压力和应力随时间的变化。这些图表可以显示系统是否达到了压力和温度的平衡状态，以及系统在达到平衡后压力和应力的波动情况。通过分析这些图表，研究者可以评估模拟的准确性和系统的稳定性。
③在NPT动力学模拟中生成压力和应力图表的目的是为了研究物质在特定温度和压力条件下的动态行为，比如相变、材料的力学响应等。
3.COMPASSIII中的新力场类型n3o+和ti4o3，以及对钡离子的支持。
4.Forcite GPU在Nvidia卡上提供一致的性能。
5.径向分布函数的计算性能提高。
6.Forcite GPU实现现在可以使用组求和方法（ Group Based）处理范德华和静电相互作用。
Mesocite：介观模拟的新工具
Mesocite模块包括新的构建器工具，帮助我们使用介观分子和Mesocite力场构建介观非晶单元。这就像是在微观世界中搭建起一座桥梁，连接起了微观与宏观的物质世界。
ONETEP：求解器代码的新版本
ONETEP求解器代码更新至学术版本7.1，对使用混合交换相关泛函的设置进行了优化，使得计算更快、更准确。
Materials Studio Visualizer增强功能：构象的随机化
当我们在构建介观分子时，现在可以选择随机化分子的构象，为分子的多样性研究提供了新的可能。
结论
Materials Studio 2025的更新，不仅仅是功能的增强，更是对材料科学探索精神的一次致敬。每一次模拟，都是对未知世界的一次勇敢尝试，每一次计算，都是对材料奥秘的一次深入挖掘。随着新材料的不断发现和新技术的应用，Materials Studio 2025将成为我们探索材料科学新边疆的得力助手。
BIOVIA Materials Studio是一个多尺度、多功能的材料模拟计算平台。在近20多年的发展历程中，Materials Studio获得了来自全球多个科研机构的技术支持，历经28个版本的更新和升级，现已融合多种时间、空间尺度的模拟方法，形成了一个包含16个工具包、25个功能模块，可实现从微观电子结构解析到宏观性能预测的跨尺度科学研究平台。
目前，Materials Studio 软件是分子模拟领域中相对精确、稳定、高效的产品，广泛应用在化学化工、环境、制药、能源、电子、食品、航空航天和汽车等工业领域和教育科研部门有着非常广泛的应用。
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