SCIGRESS
分子动力学及多功能分子设计模拟软件包
简介
SCIGRESS 先进的分子建模和可视化功能使得研究者可以方便的导入多种实验方法所得的分子结构，也可以轻松的建立一个新的结构。除了丰富的建模工具外， SCIGRESS也提供了强大的计算引擎和全面的分析工具。
分子动力学计算引擎Materials Explorer是由日本FUJITSU公司开发的一种高效的商业化的多用途分子动力学软件包。Materials Explorer功能非常强大，有63个力场供选择，可以用来研究有机物、高聚物、生物大分子、金属、陶瓷材料、半导体等晶体、非晶体、溶液、流体、液体和气体的相变、膨胀、压缩系数、抗张强度、粘度、热导率、缺陷等。小分子药物与生物大分子的对接以及小分子药物的构效关系一直是计算机辅助药物设计中两项非常重要的内容。Scigress继承了CAChe的功能，提供了这两项计算功能。此外，Scigress还包括了使用广泛的半经验量化计算模块。通过Scigress，研究者可以完成扫描分子势能面，确定化学反应机理，寻找反应过渡态，分析红外紫外光谱，明确分子轨道中的电子跃迁，常规分子动力学模拟，计算众多材料体系的力学与热力学性质，模拟晶体的外延生长与表面吸附的动态行为，预测小分子在多孔材料中的分布情况，列举分子的低能构象，建立药物分子的构效关系模型，完成小分子药物与生物靶标的对接等多种科研任务。
SCIGRESS 实现了Client-Server 构架。研究者可以简便的利用位于Microsoft Windows 平台下的界面进行建模和结果分析，把大量的计算任务分配到服务器或计算集群中进行。这样就使得研究者可以对更大的体系进行更精确的模拟计算。
1. 模拟体系
SCIGRESS增强了建模功能，可用于多种材料的研究。用户能够非常方便地创建并编辑无定型体系、液晶、界面、聚合物、无限链分子、蛋白质、非晶物质、晶体、化学表单等。根据模型研究的需要，还可以可以建立诸如双组分液体、晶体对接、缺陷、摩擦与切削、分子枪（用于吸附、沉积、冲蚀等过程的分子动力学模拟）以及其他多种复杂模型。
多种模拟模型包括晶体、双组份液体、沉积、晶界、复杂形状金属与复合材料等
化学样品性质表单
2.模拟方法
2.1 分子动力学模拟
- 使用Parrinello-Rahman-Nose方法的NEV，NTV, NPH以及 NTP
- 对于键的限制的SHAKE和MATRIX算法周期或非周期边界条件
- 研究异相系统（气-固界面，固体颗粒边界等）
- 多种分子模型：potential，rigid body，bond constraint，united atom model
- 使用Parrinello-Rahman 和 Nose 方法进行温度和压力控制分子动力学模拟
- 初始驰豫——阻止在液体和非晶模拟中的爆炸
- 外场：静电场，磁场，重力场，包括球和弹性能力校正
- 电荷确定工具——确定分子的原子电荷
- 轻松建立随机多组分液相或气相系统
- 轻松进行分子模拟，从而研究晶体或外延生长，表面吸附和表面破坏
- 利用复制，剪切和粘贴功能建立带有缺陷和杂质的模块系统
力场
势能库包括适应于很大范围的原子－原子之间的势能函数和参数。提供及其丰富和强大的的势函数：势场数据库由大量高质量、已发表的势场，包括双体、三体和嵌入的原子模型，并可以单独设置内部某个确定原子的势；此外用户还可以自己为其需要而对势参数优化、添加新的势Scigress中包含2Body，3Body，EAM，AMBER等63个力场可供用户选择。
结果分析
显示体系的快照、轨迹和动力学体系的动画
显示关于随着时间改变，温度、压力、内能和其它性质的2D图像的变化情况
针对于X-ray和中子衍射的干扰函数
径向分布函数
均方位移
利用Voronoi多面体对材料微结构进行分析
研究体系包括高分子材料、生物大分子等物质的气体相变、膨胀、压缩系数、抗张强度、缺陷等
热传导率分析。加强了多光源设定、材料特性显示、图像单元显示等可进行高效描述的图形功能
2.2 量子化学
| 电子结构性质 | 范德华表面 |
| NMR | 静电势分布 |
| ESP部分电荷 | Electrostatic susceptibility/ superdelocalizability |
| ESR | Nucleophilic susceptibility/ superdelocalizability |
| Sigma-Pi | radical susceptibility/ superdelocalizability |
| IR Transition | 亲核敏感度 |
| 紫外/可见吸收 | 标记氢键 |
| Mulliken布居 | 结构化学 |
| 部分电荷与键级分析 | 几何结构优化 |
| 电子密度分布与分子轨道分析 | 寻找精确过渡态 |
| 局域分子轨道 | 内反应路径 |
| 能量分解 | 势能面构建 |
| 极化率与超极化率 | 振动谱 |
2.3 生命与药物
分子对接（基于力场或量子化学）
可及表面、紧邻表面、缝隙表面分析
两个分子重合的RMS性质
Pubchem在线数据库工具（分子结构精确搜索、近似匹配搜索、子结构搜索）、SCIGRESS内部化学结构数据库搜索、剑桥ChemFinder数据库，并支持任何化学数据库接口
二维分子结构与三维分子结构转换
3. 计算服务管理
Scigress包含整合网络技术的作业管理系统。与独立的作业排队系统结合，能在远程计算机上自动处理作业调度、计算结果管理，非常适合小型工作站、计算中心高性能计算。