マテリアルサイエンス

Materials Studio　最新バージョン　機能紹介

Materials Studio 4.3 新機能（2008年4月リリース）

Materials Studio (MS) 4.3 は、モデリングシミュレーション技術の適用をこれまでにない大規模な系へ拡大するような一連のツールを提供しています。量子力学や、メソスケールモデリング、結晶多形の予測などのツールの活用により、ナノ材料、分子結晶、ポリマー、有機化学分野などでのモデリングをより複雑なものまで広げることができます。
MS ONETEPは大きな系の全体を量子力学的にモデリングします。MSQMERAはDFT計算と力場法を組み合わせたハイブリッド法です。MSMesotek はソフト/ハード材料の共存系を一挙に計算できる粗視化手法を提供しています。

ケンブリッジ結晶データセンター(Cambridge Crystallographic DataCenter)との継続的協力体制の成果として、MS4.3にMotif新規ツールが加わりました。Motifにより水素結合トポロジを分類し、既知のパッキング配列との比較により結晶多形体のスコアリングができます。このスコアを利用し、特定の結晶形を実現するための最適な溶媒や共晶系の選択ができます。

さらに、MS 4.3では、力場編集機能、バンド構造の予測を改善する方法、および表面研究のための新しいツールも提供しています。また、その他の改良点には、メソスケールモデルビルダ、Sorptionでの領域指定機能、Polymorphのパッキングアルゴリズムの改善などがあります。

必要なシステム条件

量子力学および触媒分野

　ONETEP ：リニアスケーリングDFT法 NEW!

数千原子系のab initio DFT計算の実行
数百CPUにわたるスケール性
構造、エネルギー、電荷密度、分子軌道、状態密度などの計算
複雑な系での構造最適化と遷移状態探索
ナノ粒子、金属酸化物表面、ゼオライト、ペプチド、たんぱく質などの研究

　QMERA ：ハイブリッド QM/MM法 NEW!

QMおよびMM法を統合した計算手法
純DFT計算に比べて、精度低下なく、10倍におよぶ計算速度での構造計算と遷移状態予測が可能
QM計算にはDMol³、MM計算にはGULPを使用
金属酸化物、有機金属、あるいは有機分子のモデリング
Mechanical additive embedding法による計算結果の改良（ナノテクノロジーコンソーシアムメンバー限定機能)

　CASTEPの強化

LDA+Uによる開殻系のバンドギャップの改善
バンドギャップと有効電子質量の大幅な改善
標準的Hubbard Uパラメータ、あるいはユーザー独自パラメータ使用の選択が可能

古典力学シミュレーションと分析分野

　Forcite Plus力場編集機能

ユーザー独自のDreidingパラメータの指定
エネルギー項の選択・・Dreidingで使用可能な幅広い関数形から選択可能
元素と原子混成の変更
新しい力場タイプの作成
新しい力場タイプの作成

　GULPの強化

表面、および表面付着エネルギー（attachmentenergy）の計算
表面の化学的、熱力学的な安定性の予測

　Sorptionの強化

接近可能領域の制限による性能、精度の向上

Visualizer新機能

　場の分割表示

場の3D分布情報の定量化
自由体積分の布解析
ミセルサイズの分布計算

　パフォーマンスの改善

メモリ使用量の低減と速度の改善による、大きなドキュメントの効率的処理

メソスケールモデリング

　Mesotek ：自己無撞着場ベースのメソスケール手法 NEW!

ブロックコポリマー、分枝ポリマー、溶液、分散系のナノスケールモデリング
次世代型擬スペクトル法を利用したメソスケール自己無撞着場法による、ポリマー相図と応力分布の計算
流動可能な固体包埋体(solid inclusions)と場の情報の結合による、ナノ粒子分散やナノ複合材の研究
高速Eulerと陽解法と半陰解Seidel緩和法、またはLangevin動力学法を、非等方性box緩和と組み合わせて使用

　メソスケールビルダの機能強化

メソスケール分子ビルダによる、直鎖、ブロック、樹枝状、星型、くし状、その他の複雑なトポロジをもつビーズ-バネモデルの作成
メソスケール分子のメソ構造テンプレートとの利用による、粒子法(DPD)やフィールド法(Mesotek)シミュレーション用のカスタマイズド構造の作成

結晶多形予測と結晶化方式

　Motif ：水素結合トポロジの解析 NEW!

結晶格子内のアクセプタ/ドナーサイト間の結合トポロジを解析し、水素結合モチーフにより結晶構造を分類
ケンブリッジ結晶構造データベースと連携させた、予測結合パターンと既知関連構造との比較による多形体のスコアリング
候補群と既知の結晶/塩との結合トポロジの比較による、有望なイオンまたは共結晶試薬の選択と、共結晶や塩の設計、選択の改善
溶媒選択による標的化結晶化戦略検討でのモチーフ情報の活用

　Polymorphの強化

パッキングアルゴリズムに、分子フラグメントのねじれ角変更機能を追加
試行構造の事前最適化による、多自由度ケースでの効率向上

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