MDStudio功能与界面总览
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MDStudio·总览·界面
第一次进入 MDStudio，会看到中间一排 Tab、左侧一组文件，以及右侧的 3D 结构。其实只要记住一句话：Tab 大致从左到右，串起一条「结构 → 力场 → 装盒 → 测试」的主线，其间穿插若干拓展工具。 认清这条主线和三大分区，就不容易在力场转换、力场生成等功能之间迷路。
本文是功能与界面总览：介绍界面分区、功能顺序，以及每个 Tab 输入什么、输出什么、输出文件有什么用途。具体操作见 Quickstart 和各 Tab 详解；文件管理见 MDStudio资源管理器。正式使用前，请先阅读 MDStudio使用须知与限制。 若发现界面异常、功能与本文描述不符或疑似 bug，欢迎经官网联系我们 反馈；有效反馈我们会按情况回馈积分。
一、MDStudio 是什么
MDStudio 可以在浏览器中将分子结构逐步转化为可运行的 Lammps 输入：
结构来源 → 力场参数 → Packmol 装盒 → Lammps 输入（data.lmp / in.lmp，必要时还有 pair.lmp）→ 可选短时测试模拟。
入口：https://mdstudio.molsimulx.com
二、界面分区
| 区域 | 作用 |
|---|---|
| 左：资源管理器 / 工作区 | 当前项目的文件都在这里管理，包括上传、下载、重命名、预览和删除。各 Tab 读取与输出的文件也会落在当前工作区。详见 MDStudio资源管理器 |
| 中：功能 Tab | 从左到右排列各项功能，是完成结构构建、力场生成、装盒和测试的主要操作区 |
| 右：3D 预览 | 点选工作区中的结构文件（.xyz / .mol / .cif / .mol2 等）即可查看三维结构；支持按元素或电荷（若有）着色。边界框来自 XYZ 第二行 cell、MOL2 CRYSIN、CIF 晶胞，或轨迹回退读 data.lmp——当前 PDB 预览不读 CRYST1。超过约 10 万 原子会跳过 3D；电荷着色上限约 1000 原子；轨迹最多约 200 帧 |
三者配合：中间选择功能，左侧提供和接收文件，右侧查看结构结果。
三、九个工作流 Tab（逐个看）
下面按界面顺序介绍九个用户工作流 Tab（管理员账号还会多一个 运行概况，用于审计，本文不展开）。分别说明功能、输入、输出和输出用途。输出文件会出现在左侧工作区，结构类文件通常可以在右侧预览。
1. 力场转换
核心功能： 将其他在线力场生成工具的输出，一键转换为 MolSimulX 可识别的分子结构和力场文件。
| 项 | 内容 |
|---|---|
| 输入 | LigParGen 输出的 .gro + .itp，或 ATB 输出的 .pdb + .itp |
| 输出 | <mol>.xyz、<mol>.ff |
| 输出用途 | <mol>.xyz 保存分子坐标，<mol>.ff 保存转换后的拓扑与力场参数。二者可直接进入「搭建盒子」，无需再经过 MDStudio 内置的「力场生成」 |
详解：MDStudio力场转换
2. 孤立分子
核心功能： 使用 Ketcher 绘制孤立分子，将结构保存为 .mol 文件，也可把 SMILES 复制到剪贴板。
| 项 | 内容 |
|---|---|
| 输入 | 在 Ketcher 画板中绘制的二维分子结构 |
| 输出 | {name}.mol；SMILES 文本 |
| 输出用途 | {name}.mol 是生成三维坐标后的单分子结构，可送入「力场生成」；SMILES 文本也可以直接作为「力场生成」的输入 |
详解：MDStudio孤立分子
3. 周期分子
核心功能： 使用 ASE 构建周期性或低维结构，包括主体晶体、晶体表面、MX2、碳纳米管、石墨烯带和团簇等，并保存为 .cif 文件。
| 项 | 内容 |
|---|---|
| 输入 | 结构模板及相应参数，如化学式、晶向、层数、重复数和真空层等 |
| 输出 | {name}.cif |
| 输出用途 | {name}.cif 记录原子结构和晶胞信息，可以在右侧预览，也可送入「力场生成」继续处理；晶体、表面和纳米结构通常从这里起步 |
详解：MDStudio周期分子
4. 粗粒颗粒
核心功能： 用相同的粗粒珠子按几何摆出模型，并同时写出配套的单类型 LJ 力场。提供零维单珠、一维棒 / 链、二维圆片 / 平行四边形、球形空壳四类几何。
| 项 | 内容 |
|---|---|
| 输入 | 维度与几何选择，以及尺寸参数（长度、珠间距、半径、点阵、细分次数等）和 σ / ε / 质量、连接方式 |
| 输出 | {name}.mol + {name}.ff |
| 输出用途 | .mol 保存珠子坐标与连接关系，.ff 保存单类型 LJ 参数与键 / 角参数。二者已成对，不需要再经过「力场生成」，可直接进入「搭建盒子」 |
| 单位约定 | 默认对比单位（σ = ε = 质量 = 1）与单一原子类型；真实体系的粗粒参数需自行标定后修改 .ff |
详解：MDStudio粗粒颗粒
5. 分子仓库
核心功能： 检索和预览平台收录的常用分子结构及配套力场，并将所需文件直接导入工作区。
| 项 | 内容 |
|---|---|
| 输入 | 分类、标签或名称关键词；也可直接选择仓库条目 |
| 输出 | 预览不会复制文件；执行导入后，结构文件及配套 .ff（若有）会复制到当前工作区 |
| 输出用途 | 导入后的结构文件（如 .zmat 或 .xyz）与配套 .ff（若有）可以直接参与装盒。水模型、离子液体单体等因此无需重新绘制结构或准备力场 |
详解：MDStudio分子仓库
6. 力场生成
核心功能： 接收多种分子结构文件或 SMILES，选择经典力场和电荷方法，生成后续装盒所需的坐标与力场文件，并即时预览三维结构和电荷分布。
| 项 | 内容 |
|---|---|
| 输入 | 结构文件（.xyz / .pdb / .mol / .mol2 / .cif）或 SMILES；同时选择力场类型（GAFF / GAFF2 / DREIDING）和电荷方法（mmff94 / am1-bcc / eqeq / resp / none，实际可选项取决于结构类型） |
| 输出 | {name}_ff.xyz、{name}.ff、{name}_ff.mol2；周期性结构的 {name}_ff.xyz 会保留晶胞信息 |
| 输出用途 | {name}_ff.xyz 是后续装盒使用的坐标文件，第二行记录电荷方法和晶胞信息；{name}.ff 是 MolSimulX 的力场中间格式，记录原子类型、电荷、非键参数及键 / 角 / 二面角等参数；{name}_ff.mol2 保留最终电荷和成键信息，便于检查与复用 |
| 参数兜底 | 当所选经典力场缺少部分原子的非键参数时，程序可使用 UFF 参数补足；UFF 不是此处独立可选的力场类型 |
| 预览 | 右侧可查看三维结构，并按元素或电荷着色，辅助检查结构和电荷分布是否合理 |
详解：MDStudio力场生成
7. 结构变换
核心功能： 对已带力场的单个结构做几何变换。界面分两个互斥子模式：周期超胞（正交化、扩胞、轴置换、镜像、平移）与分子晶体（姿态对齐；可选 simple/hex/fcc/hcp 建胞并扩展）。
| 项 | 内容 |
|---|---|
| 输入 | 引用 .ff 的结构（.xyz / .zmat / .mol / .pdb）；晶胞目前仅 .xyz 第二行 cell 可携带——有 cell 走超胞，无 cell 走分子晶体 |
| 输出 | *_trans.xyz，第二行仍引用同一 .ff，建胞或扩胞后更新盒子信息 |
| 输出用途 | 装盒前把斜胞拉正、扩成超胞，或把孤立分子摆正并堆成分子晶体 |
详解：MDStudio结构变换
8. 搭建盒子
核心功能： 使用 Packmol 将一种或多种分子装入模拟盒子，并生成 Lammps 初始结构和运行脚本。
| 步 | 输入 | 输出 | 输出用途 |
|---|---|---|---|
| 生成 Packmol 输入 | 一种或多种分子的坐标文件（常见为 _ff.xyz；XYZ 物种另可填 atoms_per_mol）和对应 .ff，以及分子个数、盒子尺寸等设置 |
pack.inp、各物种 *_pack.xyz |
pack.inp 是装盒配置（可在资源管理器中预览；在线编辑保存需 VIP）；*_pack.xyz 是提供给 Packmol 的单分子坐标 |
| 运行 Packmol | pack.inp |
simbox.xyz |
保存装盒后整个体系的原子坐标和空间位置 |
| 生成 Lammps | simbox.xyz + 各物种 .ff |
data.lmp、in.lmp，必要时还有 pair.lmp |
data.lmp 保存整盒坐标、拓扑和力场信息；in.lmp 是 Lammps 运行脚本；pair.lmp 保存部分 pair 参数，并由 in.lmp 引用 |
详解：MDStudio搭建盒子
9. 测试模拟
核心功能： 根据已有 Lammps 输入生成 in.test.lmp，再运行一次小体系简单测试，检查拓扑和力场，并追踪温度、能量与结构变化。
| 项 | 内容 |
|---|---|
| 输入 | 工作区中的 data.lmp、in.lmp，以及 in.lmp 引用时所需的 pair.lmp |
| 生成测试脚本 | 从 data.lmp 和 in.lmp 提取体系与力场设置，生成专用于简单测试的 in.test.lmp；若正式输入依赖 pair.lmp，系统也会检查该文件 |
| 运行测试 | Lammps 实际运行 in.test.lmp，执行简化的能量最小化及短时 NVE / NVT 测试，而不是直接执行 in.lmp 中的完整生产流程 |
| 输出 | result_thermo.log、result_atoms.xyz，以及由日志绘制的温度 / 能量曲线和结构变化预览 |
| 输出用途 | 用于确认测试脚本能够启动、温度和能量无明显异常、分子拓扑未立即破坏；正式生产模拟仍使用 in.lmp，并应在本机或集群上运行 |
详解：MDStudio测试模拟
四、四条常见路径
根据结构来源不同，常见工作流可以分为四条：
- 孤立分子： 孤立分子绘制 / SMILES → 力场生成 →（可选结构变换）→ 搭建盒子 → 测试模拟
- 现成结构与力场： 分子仓库导入 / 力场转换 →（可选结构变换）→ 搭建盒子 → 测试模拟
- 周期性或低维结构： 周期分子 → 力场生成 →（可选结构变换）→ 搭建盒子 → 测试模拟
- 粗粒模型： 粗粒颗粒 → 搭建盒子 → 测试模拟（
.mol与.ff同时产出，跳过力场生成）
Tips： 最短闭环见 Quickstart：从画分子到测试模拟；晶体、表面和纳米结构通常从「周期分子」开始；LJ 珠子类模型从「粗粒颗粒」开始。
小结
- 界面由左侧工作区、中间功能 Tab 和右侧 3D 预览组成。
- 主线是：结构来源 → 力场生成 → 搭建盒子 → 测试模拟；力场转换、周期分子和结构变换提供其他结构来源或几何处理能力。
{name}_ff.xyz+{name}.ff用于装盒；装盒生成data.lmp+in.lmp；测试 Tab 再生成并运行in.test.lmp。- 粗粒颗粒是例外：它同时产出
.mol与.ff，不必经过力场生成。 - 九个用户工作流 Tab 均有独立详解；管理员另见运行概况。四条常见路径覆盖大多数使用场景。
- 遇到 bug、界面异常或文档与产品不一致，欢迎经联系我们 反馈；有效反馈我们会按情况回馈积分。
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