Materials Studio是专门为材料科学领域研究者开发的一款可运行在PC上的模拟软件。它可以帮助你解决当今化学、材料工业中的一系列重要问题。支持Windows系统以及Linux等多种操作平台，Materials Studio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 。
多种先进算法的综合应用使Materials Studio成为一个强有力的模拟工具。无论构型优化、性质预测和X射线衍射分析，以及复杂的动力学模拟和量子力学计算，我们都可以通过一些简单易学的操作来得到切实可靠的数据。
Materials Studio软件采用灵活的Client-Server结构。其核心模块Visualizer运行于客户端PC，支持的操作系统主要为Windows系列；计算模块（如Forcite，Amorphous，DMol3，CASTEP等）运行于服务器端，支持Windows系统以及Linux等多种操作平台。浮动许可（Floating License）机制允许用户将计算作业提交到 络上的任何一台服务器上，并将结果返回到客户端进行分析，从而最大限度地利用了 络资源。
任何一个研究者，无论是否是计算机方面的专家，都能充分享用Materials Studio软件所带来的先进技术。Materials Studio生成的结构、图表及视频片断等数据可以及时地与其它PC软件共享，方便与其他同事交流，并能使你的讲演和 告更加引人入胜。
Materials Studio软件能使任何研究者达到与世界一流研究部门相一致的材料模拟的能力。模拟的内容包括了催化剂、聚合物、固体及表面、晶体与衍射、化学反应等材料和化学研究领域的主要课题。
Materials Studio软件集成的模块包括Visualizer模块、CASTEP模块、DMol3模块、Forcite模块、GULP模块以及Sorption模块等。
我们将通过一系列教程来给大家详细介绍一下如何应用Materials Studio软件来进行理论计算。下面先对一些常用模块的功能进行简介。
Visualizer模块：Materials Visualizer 是 Materials Studio 的核心模块，提供建模、分析和可视化工具。 结合其清晰直观的图形用户界面，它们提供了一个高质量的 Windows 标准环境，您可以在其中插入任何 Materials Studio 产品。
Materials Visualizer 提供快速的交互式工具，使您能够构建分子、结晶材料、表面、界面、层状结构和聚合物的模型。 您可以操作、查看和分析这些模型。
CASTEP模块：CASTEP 最初是在英国剑桥大学的凝聚态物质群理论中开发的，它是一个采用密度泛函理论 (DFT) 来模拟各种材料类别的固体、界面和表面性质的程序。 基于总能量平面波赝势方法，CASTEP 获取体系中原子的数量和类型，并预测包括晶格常数、分子构型、结构特性、能带结构、态密度、电荷密度和波函数以及光学性质在内的特性。模块的高效并行也可用于模拟包含数百个原子的大型体系。
DMol3模块：DMol3是一种独特的密度泛函理论 (DFT) 量子力学代码，允许用户研究气相、溶剂、表面和固体环境中的问题。 由于其独特的静电学方法，DMol3 长期以来一直是DFT 计算分子最快的方法之一，并且可以使用离域内坐标快速执行分子体系的结构优化。 DMol3 也可用于使用 LST/QST 算法与共轭梯度细化组合对体系进行非常有效地搜索过渡态，从而避免计算量大的 Hessian 矩阵计算。
Forcite模块：
Forcite 是一个分子力学模块，用于使用经典力学对任意分子和周期系统进行势能和几何优化计算。 Forcite 提供对 COMPASS、UFF 和 Dreiding 力场的支持。凭借如此广泛的力场，Forcite 基本上可以处理任何材料。几何优化计算中Smart 算法之外，还提供最速下降法、共轭梯度法和准牛顿法。用户可以执行非常精确的能量最小化。
Forcite 模块中的分子动力学计算允许用户研究材料与时间相关的特性，例如扩散率；也可以进行分析简单的属性，例如密度变化；计算复杂的属性，例如偶极自相关函数。
Forcite 模块还可以处理孤立的分子、2D 表面和 3D 周期体系。这使用户可以在从有机金属络合物到催化剂表面，甚至是块状无定形聚合物的体系上运行分子动力学。
接下来我们将通过一系列的教程和大家分享如何通过Materials Studio软件进行理论计算。
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