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材料及化工

MAPS-多尺度材料及化工过程设计平台

MAPS 多尺度模拟平台 最先进的模拟技术

MAPSMaterials And Processes Simulations)是集中多款优秀的第三方材料设计软件的具有很强扩展性的材料设计平台。MAPS 在其材料设计平台上提供一系列模拟模块,组成强有力的、高扩展性的材料设计环境。MAPS提供可靠的分子模型技术,模拟用户感兴趣的任何体系并得到关键的性质和过程特性。

MAPS 可应用于从量子化学计算到中尺度计算,在不同时间和空间尺度上真正的实现了多尺度计算平台建设的目标。MAPS 包括友好的图形用户界面供用户建模、方便分析计算结果数据,并整合了全球最先进的被广大世界科研用户肯定的计算模拟引擎,如量子化学、分子力学、分子动力学、蒙特卡洛、耗散粒子动力学、统计方法、热力学、QM/MM 方法、半经验方法等等。

MAPS 是一种科研平台,可以计算高分子的物性,小分子和高分子凝聚状态和变化分析,研究分子反应机理,固体、表面、界面的电子结构计算。

MAPS 界面平台和计算引擎同时支持Windows Linux 操作平台。
 

                                 


 


 

MAPS中的计算引擎(Plugin)


* VASP 最流行的第一性原理计算软件包

VASP是进行电子结构计算和量子力学-分子动力学模拟软件包。它是目前材料模拟和计算物质科学研究中最流行的商用软件之一。VASP使用平面波基组,电子与离子间的相互作用使用模守恒赝势(NCPP)、超软赝势(USPP)或投影扩充波(PAW)方法描述。

 

MAPS中的VASP插件为用户提供了直接通过MAPS创建输入文件的功能,方便地利用了所有MAPS支持的建模和分析功能。用户可以像使用其它计算引擎一样方便地体验到在统一的平台上,从建模、模拟到分析任何类型的周期性结构的计算结果的无缝链接操作。

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*ABINIT 第一原理能带计算模

 ABINIT 包含众多密度泛函方法中最新的技术,包括TDFT、GW、PAW等。研究金属、陶瓷、半导体等的结构、电子状态、物性等方面有独到的优势。

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 *Quantum Espresso 密度泛函计算程序
 
固体材料领域原子尺度材料模拟计算工具。基于平面波赝势密度泛函方法,计算固体材料的电子结构。得到系统的总能量,预测化学反应性能或热力学稳定性。

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*NWChem 标准的量化计算模块

NWChem的特点是计算效率,包括能处理得分子很大、可调用的CPU 数目很多(可达几十万个)。提供键长、键角、振动频率、光学性质(IR, RAMAN, UV-Vis) 和其它性质,化学反应过程中能量变化,及过渡态搜索计算。

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*TeamFF 标准的量化计算模块

用LAMMPS、Towhee等进行高精度分子力场计算,需要增加高精度分子力场参数。代表力场为COMPASS开发者孙淮教授提供此种高精度分子模拟力场Direct Force Field。用户也可以通过我们提供的接口,直接在MAPS中使用Direct Force Field力场参数。

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* MNDO 半经验计算模块

MNDO 是由马克思-普朗克煤炭研究所得Walter Thiel教授研究组开发的半经验分子轨道计算软件。能预测由小分子到比较大的分子的结构和物性。

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     * QMPOT QM/MM及QM/QM计算模块

QMPOT是结合第一性原理计算和经典分子动力学技术进行大体系的结构性质计算。广泛应用于纳米材料、药物、石油化学、催化等领域,给出结构、反应热力学性质、反应动力学性质等。

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*TSL 过渡态搜索模块

TSL是独立于计算引擎而开发的,因此适用于各种计算引擎。目前它可以结合 Abinit,MNDO, 及 Turbomole 进行过渡态搜索。

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*Turbomole 快速稳定的量子化学计算模块

TURBOMOLE是一款用于模拟气相和溶剂效应的强大的量子化学计算代码。可计算气态或溶剂中分子的结构、能量、电子性质和光学性质。计算高精度和高可靠性的基态或激发态性质。Turbomole 中采用的算法有 :HF、MP2、DFT、TDDFT 以及 CC。Turbomole 可以快速稳定地处理工业应用型的大分子 , 广泛的应用于化工、化学、材料和药剂研究。

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LAMMPS-Atomistic 分子动力学计算模块

LAMMPS 是功能最全面的分子动力学计算模块,计算效率高、支持的力场多、有效的处理部分带电系统的长程修正、RESPA 多时间步积分和能处理非正交体系是其特点。力场包括 Amber、CHARMM、Dreiding、CVFF、PCFF 和 TeamFF 力场(可控制电荷分配),多体势有 Tersoff、Brenner、EAM 势等。用于研究高分子材料、表面活性剂、含能材料、固体晶体材料等的结构参数、热力学性质和动力学性质。ReaxFF 反应力场使得分子动力学方法应用于化学反应研究中,其效率远远高于量子力学方法。提供丰富的反应动力学力场。可应用于多相催化、燃料电池、气体传感器、汽车尾气催化及石油化工诸多领域。

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* Amorphous Builder 无定形物建模模块

Amorphous Builder 是基于目前最流行的蒙特卡洛技术构建真实的无定形物和纳米结构材料模型的工具。它采用了蒙特卡洛方法结合反冲生长技术,搭建复杂的无定形结构。使用该工具还可以方便地基于周期性体系构建界面或者对接系统。

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*Conformer Search 构象搜索模块

Conformer Search是一款基于扭转驱动原理系统地生成多样低能构象的有用工具。

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*Cross-Link Builder 交连结构建模模块

依靠分子模拟和 Lammps 模拟引擎建立 cross-linked 聚合物模型,如树脂。

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* FHMixing 二元混合物蒙特卡洛模拟工具

FHMixing是基于Molecular Silverware法的二元混合物片段间相互作用计算软件。用于高分子、液体的热力学物性和SciDPD的相互作用参数预测。是一款计算速度远高于周期性 3D 模拟并且为在上百个原子中进行快速筛选的理想工具。

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* LAMMPS-DPD 耗散粒子动力学计算模块

LAMMPS-DPD是一款流体性质研究的耗散粒子动力学模拟工具。相比于标准的分子动力学模拟技术,它能够在更大的时间和空间尺度进行模拟计算。广泛应用于涂料、化妆品、复杂液体模拟、胶束形成、块体聚合物形态预测、药物释放等现象研究中。

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 NAMD 生物大分子分子动力学计算模块

NAMD 是一款并行分子动力学模拟计算代码,主要用来研究大分子体系的高性能分子模拟软件。主要应用于生物分子、合成高分子等的分子动力学计算。

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*TOWHEE 蒙特卡洛计算模块

功能最全面的蒙特卡洛计算模块,支持的力场和系综最多是其特点,用于气体吸附、相变、多相平衡等研究。它不仅能模拟气体在多孔材料(如沸石、表面)中的吸附,还能模拟液 /液、气 / 液等多相平衡。TOWHEE 可以方便计算多孔材料的吸附等温线、液体性质(如,蒸气压、密度和溶解度)等。

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*Elastic Properties 预测材料弹性性质模块

Elastic Properties 模块是 MAPS 和 LAMMPS 两个模块的接口,设置并分析材料的应力应变曲线、杨氏模量和泊松比。这些性质是表征材料的弹性性质的关键参数。

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*ReaxFF 反应动力学分析模块

分析 ReaxFF 模拟得到的结果,如燃烧、氧化和聚合反应,研究不同因素对反应的影响,如温度、压强和成分。

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*QSAR & DRAGON 定量构效关系和描述符

构建物质的结构与性质之间定量构效关系,描述生物活性或经验的分子性质。QSAR 包含了数千个分子特性描述符。结合 Dragon6 快速计算数千个分子特性描述符,并根据基团相似度采用多层次分类方法分类分子(13 衡量标准,8 种方法)。Dragon6包含 4885 种分子描述符。

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*MAPS Database数据信息管理模块

提高用户工作效率,避免出现重复工作,可以方便的将用户的分子、实验以及数据表保存到共享数据库中。

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*Python 脚本工具

在 MAPS 平台完成自动化操作,增加用户自定义功能到 MAPS 平台中。PYTHON 脚本语言使您在 MAPS平台批量提交任务,定制用户任务充分发挥平台特点。

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* SciTherm 材料热物理性质计算模块

SciTherm 是由Scienomics研发中心完全自主开发的一款计算引擎。SciTherm实现了通过统计缔合流体理论状态方程获得最先进的热力学模型。SciTherm为过程模拟中提供可靠的物理性质预测数据。其应用领域涵盖了多个工业领域,如化工、石油、分离技术、制药工业等等。

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* SciPharma 药物溶解度预测模块

SciPharma 基于PC-SAFT 计算药物分子溶解度的工具。采用创新性的算法确定药物分子的PC-SAFT 方程中的参数,并基于此状态方程 计算纯态和混合溶剂的溶解度。

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