MS入门手册（37）：Materials Studio组合模型的搭建（1）

Ravi MS杨站长

本文为杨站长技术团队制作的《Materials Studio入门手册》第37篇，共约100篇。本教程旨在从零开始带大家入门MS软件，文末可下载更多学习资料。紧跟杨站长，学会计算，拿下顶刊！

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MS入门手册（36）：Materials Studio建模周期性相关问题

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在建模这个大的主题下，我们已经畅游了很久，从晶体结构、表界面，到纳米结构，我们的建模部分陪伴大家许久，大家有没有一些收获呢？

今天就到了阶段验收的时候了，我们将以一些组合模型，对之前学习的内容进行复习，让我们看看下面的模型可以怎么搭建吧。

1、碳纳米管修饰

之前有想要在碳纳米管上修饰-COOH，并在凯夫拉（芳纶）纤维上修饰-OH，这样可以通过酯化反应将这两种材料连接起来，并实现层层自组装。

所以今天，我们至少想办法让这两种纤维在一起吧，如何在碳纳米管上修饰一个-COOH基团呢？

直接在碳纳米管上画一个-COOH仿佛是可行的，那么大家还记得如何搭建碳纳米管模型嘛？（菜单栏Build-Build Nanostructure-Single-Wall Nanotube，然后设置相应的参数，说起来锯齿形碳纳米管已经可以可控合成了）

图1. 建立碳纳米管模型

为了使得-COOH的浓度满足要求，基团之间不至于离得太近，我们可以建立超晶胞。（Build-Symmetry-Supercell）

图2. 建立超晶胞

接下来我们就用小铅笔画一个-COOH基团吧。

图3. 将晶体（周期性结构）转换成非周期性结构

想要改变一下单双键？可以选择那个化学键在Properties区域，对其BondType性质进行修改。

或者这里再教大家一个简单的操作，只要用小铅笔工具在化学键上单击，就可以更改化学键的类型了。

图4. 改变化学键类型

再按一下快捷工具栏上的加氢按钮，就可以将H自动添加上去了，另外建议把这个按钮旁边下拉菜单中的“自动更新H”之前的对号去掉，否则就会发现画原子是一件很痛苦的事，每多一个C就多了好多H。

如果此时，取消结构的周期性（Build-Symmetry-Unbuild Crystal或Nonperiodic Superstructure），还可以使用Clean功能

，稍微对应力进行释放。

图5. 碳纳米管上修饰-COOH羧基

之前我们讲过纳米线模型的搭建方法，也可以用类似的方式搭建结构，两个结构放在一起，用一个化学键实现连接。

2、一个纳米线阵列

继续完成这个在一个金刚石单晶表面结合若干金刚石纳米线组成的纳米线阵列模型吧。首先仍然是读入金刚石结构文件，之后我们要建立一个(001)表面，U、V方向倒是关系不大，切割层数为5层的表面。

图6. 施加对称性后的结构

但是表面要大一些，因为纳米线阵列之间会有一定距离，可以建立表面之后通过超胞完成，另外也可以固定底下的2~3层原子，再建立一个真空层（厚度需要大一些，毕竟是要加金刚石纳米线的）。

图7. 添加真空层并固定原子

利用Build Nanocluster工具，建立一个金刚石纳米棒/纳米针的结构。把这个纳米棒复制并粘贴到表面模型上，利用Align工具进行方向的调整，使其竖直（Align Vertical、Align With Screen、Align With View YZ Plane几个选项都可以试试，直到方向满意为止，另外位置也可以调整，主要是和下面的表面晶格常数匹配）。