概述
Advanced Workflows & Tools包含很多流程化研究的高级工具,包括对反应分子动力学轨迹中的基元反应进行分析的ChemTrayzer2.0,以及拟合DFTB参数与ReaxFF力场的ParAMS工具,微观动力学、OLED脚本工具与数据库,以及根据反应物结构自动探索反应网络的工具ACE Reaction、使用分子动力学采样训练机器学习势的MD Active Learning工具。
ChemTraYzer 2.0:分析分子动力学中的各类体系基元反应分析
功能简介:基元反应分析、MD中物种有效性
- 适用范围:不仅适用于小分子体系,大分子乃至聚合物、固体表面等,均能正确分析,而且大分子内部断键、成键也能检测到
- 支持用户自由指定时间范围进行分析,超大轨迹文件的分析处理更加灵活
- 分析控制参数更加灵活有效
- 以SMILES格式列出反应方程式、反应的级数
- 支持用户导出反应方程式列表的*.csv表格文件
- 支持:基于ReaxFF、DFTB(Gamma Only)的分子动力学轨迹,以及基于BAND的DFT分子动力学(AIMD)分子动力学轨迹
结果分析
- 反应速率常数(统计平均值,最大值,最小值),单位为cm3/(mol∗s)、cm2/(mol2∗s)等,与实验单位一致,不需要用户复杂换算产物的占比、描述一个物种表现得像反应物或产物的程度的Mann-Kendall值
- 单独显示某个基元反应相关原子反应过程动画
- 相关反应次数、键变化次数柱状图
- 用户指定基元反应相关的几种分子的数量变化曲线
- 分析某个物种“像反应物”、“像产物”的程度
详细介绍:https://www.fermitech.com.cn/ams/reaxff2022-chemtrayzer-2/
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Microkinetics:微观动力学模拟
在从试剂到最终产品的转化过程中,通常涉及许多较小的中间步骤。这些基本反应步骤具有各自不同的能垒和反应速率常数,它们的整合决定了整个系统的反应行为。通过微观动力学建模,对这样的系统进行研究,可以得到整体反应速率,以及限制整体反应速率的关键因素。包含如下功能:
- 计算温度范围内的反应速率
- 计算不同产物的选择性
- 确定反应的反应级数和表观活化能
- 计算所有反应步骤的速率控制程度
- 处理均相和异相反应
- 应用充分混合或活塞流反应器
- 模拟程序升温脱附
- 模拟同位素开关
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ParAMS:DFTB参数、ReaxFF力场、机器学习势拟合优化工具
ParAMS是用于DFTB参数拟合、ReaxFF力场优化的一个集成化的成熟的图形化操作工具,是一个包括如下功能:
- 将AMS中的计算结果添加到训练集中
- 设定训练集每个样本的权重因子
- 导入样本力场、设定需要优化的参数
- 使用CMA-ES优化力场
- 交叉验证生成力场
注意,一般需要搭配ADF模块或BAND&Quantum Espresso模块生成训练集。图文与视频教程点击链接
MD Active Learning
使用AIMD等通过简单的参数设置,从头训练或微调机器学习势如M3GNet、NequIP。
其他
- ACE Reaction Network:根据反应物分子结构,预测最佳反应通道
- Reaction Discovery:快速预测力场、机器学习势能否得到某种(副)反应、(副)产物
- ReactMap:确定化学反应中反应物和产物之间的最佳原子映射