1，Model2SAS软件介绍
小角散射（small angle scattering，SAS）是一种材料纳米尺度结构表征方法，可以用来表征包括溶液以及无序态结构在内的多种体系。其中对粒子溶液体系中粒子形状进行表征是SAS最常用的应用场景之一。通常情况下，大家会使用几何模型拟合的方法从SAS数据中获得粒子形状相关的信息。其具体过程为，对于某种几何形状，使用若干参数对该形状进行数学描述，然后据此推导该形状的散射方程，从而可以生成相应的散射曲线用于实验数据的拟合，通过拟合结果就可以获得相关的形状参数。目前，已有许多几何模型被成功建立，并在一些小角散射拟合软件中可直接使用，如SasView（www.sasview.org）。
随着纳米科学的发展，目前已有许多具有复杂形状结构的纳米粒子被合成出来。在一些情况下，基于原本的设计或已有的信息，大家通常能够对溶液中粒子的形状进行猜测。然而，部分复杂形状的粒子尚无可用的散射模型，而针对这些形状开发新的散射模型并推导散射方程十分困难。如果能够依据猜测的模型生成小角散射曲线，将对这些体系的溶液散射数据分析具有极大的帮助。因此，针对这一需求，华南理工大学殷盼超课题组开发了任意三维形状的小角散射理论曲线计算软件Model2SAS。
Model2SAS软件的基本功能是对任意三维形状的小角散射理论曲线进行计算。其中，任意三维形状概念通过两种途径来实现：1. 使用三维建模软件建立三维模型；2. 使用数学语言对三维形状的坐标进行描述。对于三维建模软件建立的三维模型，通过广泛使用的STL文件作为模型的载体作为Model2SAS的输入；对于数学语言描述的三维模型，则通过Python语言进行描述。并且，Model2SAS还支持使用多个模型作为输入并组合成单个复杂模型，且模型的平移、旋转等操作也可在软件中实现，这使得复杂模型的构建可以通过多个简单模型的组合实现，降低了使用难度。Model2SAS使用点阵模型作为中介模型，使用Möller-Trumbore算法生成点阵模型，然后使用球谐函数展开的方法计算该模型的理论散射曲线。
作为一个实例，该课题组对多孔球壳形状的SAS曲线进行了分析研究。多孔球壳目前尚无散射模型可用，该课题组使用建模软件建立了如图所示的不同孔径的多孔球壳并使用Model2SAS生成了相应的散射曲线。结果显示，球壳上的开孔对Guinier区与一级振荡峰并无明显影响，而第二个振荡峰的强度随着孔径增加而显著增加。这是首次对多孔球壳的散射数据进行分析。
为了使用的方便，Model2SAS还提供了图形化用户界面（GUI），可以非常方便的进行模型导入、组合与散射曲线计算功能。过程中生成的数据与图像均可导出或保存，最大程度上方便用户使用。
Model2SAS遵循 GPL v3 开源协议，项目完全开源且可免费下载使用，项目地址为https://github.com/molybd/Model2SAS 。该链接下有详细的使用说明，请仔细阅读 README.md 文件。为了方便无 Python 运行环境的用户，也提供了打包好的Windows系统安装包可供下载（https://github.com/molybd/Model2SAS/releases）。
如果对此项目感兴趣，请持续关注项目地址以获得后续更新的信息。如果对此本软件有任何疑问、建议或反馈，欢迎给本项目提出issue！（https://github.com/molybd/Model2SAS/issues）
Model2SAS软件已获得软件著作权，相关论文目前已被 Journal of Applied Crystallography 期刊接收，论文标题为 Model2SAS: a software for small-angle scattering data calculation from custom shapes 。
2，Dynamic_Explorer软件介绍
在过去几十年中，随着精确迅速发展的计算机控制仪器的不断发展，介电测量技术也已经发生了彻底的改变。宽频介电谱是研究聚合物电介质介电性能的最常见的技术方法，所谓的宽频介电谱是指10-6~1012Hz的频率范围内材料介电性能的测试。由于宽频介电谱能够在很宽时间范围研究介电弛豫过程，提供复杂体系中个别组成的性质到其本体性质之间的联系，已成为在宏观、介观以及微观水平上，探测物质体系内部动力学、构造及（介）电性质等的有效工具。因此，了解并能够解析宽频介电谱是研究电介质材料的重要手段。遗憾的是，目前国内尚未有成型的宽频介电谱数据处理软件及分析指南。
基于对研究分子动力学的宽频介电谱实验数据的分析处理需求，华南理工大学殷盼超教授团队开发了一个专门用于分析处理宽频介电谱数据的图形界面应用软件（Dynamic_Explorer software）。它的功能包括简洁美观方便的多窗口数据绘图界面，可叠加的参数可调多种拟合方程模块及非线性复数拟合方法，动态可调的方程曲线显示，拟合参数和拟合曲线的便捷导出功能等。对于复杂的样品的宽频介电谱图来说，在一个较宽的频率范围内，可能有多个弛豫过程，往往需要使用多个介电响应函数的叠加来进行拟合描述。不同的体系和不同的数据形式，也需要使用不同的数学模型。又对于进行了多个温度点的测试实验来说，需要对每一个温度点进行数据处理，再将拟合的参数进行数据汇总，作进一步对松弛过程温度依存性的分析。为了让繁冗复杂的数据处理过程变得简单，Dynamic_Explorer提供了人性化的解决方案。以下为软件主要功能介绍：
1，绘图功能
导入格式为txt的数据文件，选择x变量和y变量，点击quick plot即可轻松得到，宽频介电谱数据的散点图：
2，数据拟合功能
通过添加介电弛豫的模型函数可以对介电谱数据进行非线性复数拟合。本软件囊括了多种有用的拟合模型，主要包含：电导率形式下的随机能垒模型（RBM）；介电函数形式下的RBM模型；介电函数形式下的Havriliak-Negami方程；电导率形式下的Havriliak-Negami方程；电模量形式下的Havriliak-Negami方程；电模量虚部的KWW经验近似方程；Arrhenius方程；用于描述非晶态聚合物链段弛豫的温度依存性的Vogel-Fulcher-Tammann方程；Williams-Landel-Ferry方程（WLF方程）；Tr=Tg时的WLF方程；介电函数形式下的直流电导率方程等
以下为拟合实例：
两个介电函数形式下的Havriliak-Negami方程叠加的拟合范例：
可以看到，软件对于需要分峰的数据拟合效果非常的好，特别是有多个松弛过程的介电函数和电模量的数据。使用HN方程可以得到非常好的效果。
电导率形式下的随机能垒模型（RBM）和电导率形式下的Havriliak-Negami方程叠加拟合范例
软件获取网址项目网址：https://github.com/DynamicCai/Dynamic-Explorer
提供了更为详细的使用说明及源码，根据说明安装配置环境即可使用进行作图及数据分析。（关于软件的任何疑问或bug报告可以在GitHub的issue页面留言）。
相关进展
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