MS入门手册（39）：Materials Studio组合模型的搭建（3）
MS入门手册（4）：Materials Studio文件和目录的建立、打开、关闭、命名/重命名、拷贝、移动和删除【建议收藏，方便日后查看】
MS入门手册（34）：Materials Studio纳米结构模型搭建：纳米线（续）和石墨烯
MS入门手册（35）：Materials Studio建模 — 纳米结构模型搭建：从纳米棒到纳米线
MS入门手册（36）：Materials Studio建模周期性相关问题
MS入门手册（37）：Materials Studio组合模型的搭建（1）
MS入门手册（38）：Materials Studio组合模型的搭建（2）
今天我们继续搭建组合模型，不过建模篇可能要接近尾声了，之后我们学习了Amorphous Cell模块搭建无定形结构（溶液、非晶等），以及一些高分子结构的模型之后，可能还会有一些组合结构模型。呃，总有一种尾大不掉的既视感呢？
开始我们今天的正式内容，上回我们说到，表界面结构实际上可以深入应用到更加广泛的领域中，不仅限于表界面的一些现象，也可以对实际问题进行模拟，那么今天，我们仍然在表界面模型的基础上给出两个例子，看看这些案例应该如何建模。
1、一个海水淡化膜
怎么建立一个海水淡化膜的模型呢？这次课程中，我们就来解决这个问题。对于海水淡化，大部分的思路仍然是利用薄膜上孔道的选择透过性（就像是分子筛或者COF结构可以实现将小分子束缚在孔里类似），海水可以看成是水分子和NaCl中Cl和Na离子的混合物（这部分要通过Amorphous Cell实现），不过二维薄膜结构可以利用之前学习的内容进行构建。
建模之前可以首先了解一下海水淡化膜的材料，如“此前的理论计算证明，相比传统海水淡化膜，石墨烯制成的单层纳米孔二维薄膜具有超高的选择性分离效率”（引用自：搜狐新闻），但是“引入纳米孔的过程将会进一步降低机械性能，导致分离薄膜容易发生局部破裂”，“碳纳米管具有优异的机械性能，并且与石墨烯的结构类似。
由碳纳米管搭接形成的碳纳米管薄膜，不仅可以与石墨烯的结构完美匹配，也不会影响水渗透率。因此，可以将纳米孔石墨烯与碳纳米管结合来弥补上述缺陷。此次制成的新型石墨烯纳米筛/碳纳米管薄膜不需要聚合物支撑就结实耐用，并兼具多种渗透效率优点，为石墨烯应用于海水淡化打开了一条新的思路。”
那么我们就以带孔石墨烯为例搭建一个带孔薄膜结构吧。之前在建立二维纳米结构模型部分以石墨烯为例介绍过二维材料模型的搭建，可以从石墨结构出发，首先make P1取消对称性，再删除一层并切割表面，最后添加真空层。另外石墨烯的结构也是可以直接导入的，具体路径为：Examples\Documents\3D Model\Graphene.xsd，导入结构会发现它有30 Å的真空层，很适合其中一侧加入一堆各种溶液分子。
实际上虽然只是显示的问题，但是把这个薄膜移动到中间位置的话，会比较方便两侧物质的构建。可以使用3D movement工具栏，也可以选中原子，在Properties区域设置Filter为Atom，通过修改这些原子的z坐标（Fractional XYZ，顺便提一下，如果自己画一个COF结构，这一步还是比较常用的将整个分子固定在同一个平面内的方法）来实现原子的移动。
图1. 重新设置石墨烯层的z坐标
之后石墨烯片就移动到中间位置了，再将这个结构在A、B方向超晶胞，希望大家都还记得（菜单栏Build-Symmetry-Supercell，设置好A、B方向扩展数值之后，单击Create Supercell按钮）。
图2. 石墨烯片超晶胞
之后就要在石墨烯片上打孔了，可以使用原子选择工具来实现，先选中比较中间位置的某个原子，菜单栏中Edit-Atom Selection，按照半径距离，选择离这个原子距离在某个固定值的原子。
图3. 原子选择工具
再按下键盘上的Delete键，石墨烯片中间就出现了一个洞，不过看起来的确应该认同它的力学性质应该不怎样吧。
图4. 有洞的石墨烯片
保存好这个有洞的石墨烯片，在学习完Amorphous Cell模块的使用之后，我们应该还会用到它的，下次就是建立一整个模拟海水淡化过程的模型了。
2、模拟纳米压痕/划痕
算了小MS已经懒得再编爱情故事了，我们就凑合着建模吧。很多小伙伴会觉得MS仅限于研究一些物理性质和反应过程机理，但是实际上，它也可以用来研究分析测试结果，比如说模拟各种光电谱图（红外、拉曼、XRD等等）、STM结果，但是这些大多数从性质任务计算得到的。实际上，有一些分析测试过程我们可以从建模出发来进行模拟，比如这里说到的纳米压痕和纳米划痕测试。
对于该测试，实际上就是有一个探针（可以认为是锥状纳米团簇）在一个固体表面上的移动（压痕是向下，划痕是某一深度沿着某个方向），那我们就可以建立一个固定的表面结构，和一个可运动的纳米团簇（需要Perl脚本实现）并将其组合，就可以研究该过程中表面原子的变化了。
先引入晶体结构模型、切割表面（可以多切割几层）、添加真空层、固定原子、超晶胞等一系列操作，得到表面结构。
图5. MgO(100)表面
再利用Build Nanocluster工具建立一个锥形的纳米团簇，像之前建立纳米线一样，把纳米团簇粘贴到表面结构上。
图6. 建立并粘贴纳米团簇
接下来就是用3D movement工具条中的Align工具，通过将视图调整为不同方向，将选中的纳米团簇通过改变排列方式，最终达到尖端向下的结构。
图7. 利用排列工具直到针尖向下
基本上这就是我们需要的结构模型了，为了后续设置针尖的运动方式，我们可以选中这部分原子，并且设置成一个系列（set），菜单栏Edit-Edit Sets打开对话框，添加新的set。
图8. Set的设置
针尖部分就被圈起来形成了一个set了，可以利用Perl脚本对整个部分进行移动等操作。
图9. 建立好的一个针尖set
好啦，今天就先到这吧，小MS写了很多字，有点累了，希望大家能够从这几个模型为起点，建立更多的符合自己要求的结构。
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