界面上材料的相互作用在包括粘合剂，嫁接材料，复合材料，薄膜，润滑剂，油漆和印刷油墨等多方面具有一定的研究价值。 研究人员感兴趣的特性包括界面或中间相的结构，它与体积，表面张力，润湿性以及粘附的化学/力学有何不同。下面将从建模，结构优化，分子动力学，结果分析四个方面进行简单的阐述。案例来自MS官网[^1] ，这里主要是自己的一点理解。

参考官网上的案例，研究聚合物与金属氧化物表面的相互作用，分别需要建立聚合物，金属氧化物的模型，然后建立二者的复合模型。

1 构建合适的晶面， 一般的晶体可以直接从晶体库中调取，根据文献切取合适的晶面。 操作依次为：build-surfaces-cleave surface

这里需要注意切表面的厚度，要大于非键相互作用的截断半径。未饱和原子如何中和可cap bonds on 中设置。

由于单个晶胞太小，需要根据实际情况和运算合理性确定超胞。但在建立超胞前，需要首先弛豫表面。

2 弛豫表面前需要分配好电荷和力场。由于动力学计算只有表面部分原子与聚合物作用，因此，固定下方部分原子。最后选择合适的结构优化方法优化结构。 操作依次为：modules-forcite-geometry optimition

3 建立超胞 改二维为三维周期性结构。分别是build-symmetry-supercell，build-crystals-build vacuum slab。此处改变厚度为为0。

1 聚合物单体主要通过build-build polymers构建。 2 结构优化此时的构型不是很合理，通过amorphous模块得到聚合物在真实熔体或者理想溶液中的结构，包括聚合物的骨架二面角。 根据需要采用construction,packing,confined layers中的一种。结构优化参数在energy栏中设置，然后运行得到聚合物构象。

采用layer builder将聚合物放在晶面上。建立层结构时需要在聚合物上方添加一个大的真空，一般30-50A足够。

几何优化操作同上。分子动力学模拟来平衡系统是必须的。如果构型复杂，还有必要进行退火以使结构进一步平衡。通过**forcite-calculation-task(anneal)**命令进行。

需要通过动力学模拟来平衡系统。采用2中以优化的构型作为初始模型，运行分子动力学。通过**forcite-calculation-task(dynamics)**命令进行。 这里需要注意系综，温度，步长，总时间数，热浴等的设置。当优化的结构不够好时，可能会出现每步能量变化太大的情况，这里在不影响计算结果的情况下，可放大intergration tolerance的值，以保证动力学计算不被中断。

采用以下公式计算相互作用能：Eint=Etot-(Esurface+Epolymer) 这里三个参数分别时总能量，没有聚合物时下面晶面的能量和没有晶面聚合物的能量。注意计算能量时需要取消束缚。此时，可复制轨迹最后一帧进行计算。

通过**forcite-calculation-task(energy)**命令进行。

参考文献

[1]:file:///D:/Program%20Files%20(x86)/BIOVIA/Materials%20Studio%2018.1/share/doc/MaterialsStudio.htm#tutorials/forcitetutorial/tutforcitepolymermetal.htm?Highlight=interaction