所用模块：Materials Visualizer, Amorphous Cell
先决条件：使用polymer builder工具绘制有机金属结构，区域分区和可视化分析工具教程（Field segregation and analysis Visualizer Tutorial）
Amorphous Cell模块能够构建非晶态聚合物和其他非晶态材料的三维周期性结构。然而，它也可以作为一种对预先存在的结构，例如带有小分子或聚合物的纳米簇快速溶剂化的方法。Packing任务还可以通过填充到空晶格的方式构建非正交非晶形单元。
在本教程中，将在盒子中构建碳纳米管结构，然后用水将碳纳米管溶剂化。使用相同的纳米管结构，您将使用区域分区工具将二茂铁填充到纳米管中，并在纳米管外部填充聚合物。这种体系具有作为纳米管导体的潜在商业应用价值。
注意：为了确保您可以完全按照预期的方式学习本教程，您应该使用“设置管理器（Settings Organizer）”对话框确保工程中所有参数都设置为BIOVIA的默认值。有关如何恢复默认参数设置的说明，请参见“创建工程”教程。
首先启动Materials Studio并创建一个新项目。
打开“新建项目New Project”对话框，输入packing作为项目名称，单击OK按钮。
将创建一个名为packing的新工程，在项目浏览区域Project Explorer中列出。
第一步是使用纳米管构建工具构建碳纳米管结构模型。
从菜单栏中选择Build | Build Nanostructure | Single-Wall Nanotube，以打开构建单壁纳米管对话框。将N更改为12，然后单击Build按钮。关闭对话框。
从菜单栏中选择Build | Symmetry | Supercell，以打开超晶胞对话框。将C增加到2，然后单击“创建超晶胞Create Supercell”按钮。关闭对话框。
即建立了一个周期性的纳米管模型。为了填充聚合物，需要一定的空间，因此应该在保持纳米管的位置不变的情况下，增加晶格的尺寸。
在构型文件空白处单击鼠标右键，然后从快捷菜单中选择“晶格参数Lattice Parameters”，以打开“晶格参数”对话框。在Advanced选项卡上，取消选中“在更改晶格常数时固定分数坐标Keep fractional coordinates fixed during changes to the lattice”复选框。在Parameters选项卡上，将A和B的长度加倍为31.55。关闭对话框。
选择File | Save As…，打开“另存为”对话框。将文件名设置为SWNT_water.xsd，然后单击保存按钮。重复此操作，将第二个副本命名为SWNT_polymerFe.xsd。
创建一个新的3D原子文档 3D Atomistic document，并将新文档重命名为water.xsd。使用绘制工具绘制水分子模型。
选择并双击SWNT_water.xsd将其激活为活动文档。从菜单栏中选择Modules | Amorphous Cell | Calculation，以打开非晶细胞计算对话框。
填充任务（packing）用于将分子填充到现有结构中。
对于填充任务，将根据各种组分的摩尔比指定体系各组分的填充分子数量，因此可以选择填充多种分子。但是，在该步骤中仅填充水分子。
在Composition组分表格中，单击分子Molecule一列，并从下拉列表中选择water.xsd文件。
可以设置填充结构的密度。注意，这是可用于填充的体积内所有原子的密度，可能包括也可能不包括被填充部分的原子。在本教程中，将研究填充体积的控制。
output选项允许您构建多帧结构，以便之后可以查看结构构建过程。
单击Options…按钮打开“非晶晶胞选项Amorphous Cell Options”对话框。
在此对话框中，可以控制扭转的定义方式、构建步骤以及计算中是否考虑能量最小化。对于这个小分子，你可以关闭能量最小化来构建结构，然后利用一个按比例的范德华半径来填充。这大大提高了填充任务的运行速度。
然而，如果考虑能量最小化构建结构，并对结构进行几何优化，你会得到一个更优的结构。在本教程中，将使用默认设置。
关闭Amorphous Cell Options对话框。在Setup选项卡上，单击More…按钮打开“非晶晶胞填充Amorphous Cell Packing”对话框。
可以选择是否填充到由等值面封闭的体积中。如果填充到未定义等值面的结构中，则在Amorphous Cell Calculation对话框中指定的密度将是晶胞的总密度。如果填充到等值面中，Amorphous Cell Calculation对话框输入的密度是要填充到的体积的密度。将执行两次填充计算，一次定义了等值面，另一次未定义等值面，以便观察到两者的差异。最初，将只填充到未定义等值面的结构中。
关闭Amorphous Cell Packing对话框。选择Amorphous Cell Calculation对话框中的Energy选项卡。
在该选项卡中，可以设置在构建结构时使用的力场和能量项参数。对于本教程，可以使用默认设置。
紧接着会生成一个名为SWNT_water AC Packing的新文件夹。它有一个名为Input的子文件夹，其中包含输入文档的副本。计算任务完成后，填充的结构文件名称为SWNT_water.xtd。
双击SWNT_water.txt激活为当前活动文件。向下滚动至“非晶晶胞计算Amorphous Cell calculation”部分。
此处可以查看组分分子及其数量，可见盒子中共填充了426个水分子。
将SWNT_water.xtd激活为当前活动文档，并在Properties Explorer中，将Filter 更改为Symmetry System。
可见体系密度约为1.0 g cm-3，即在Amorphous Cell Calculation对话框中设置的值。现在，将水分子填充到等值面中，并观测两次建立的模型的差别，分子将填充到Connolly面中。
设置SWNT_water.xsd为当前活动文档。使用原子体积和表面（Atom Volumes & Surfaces）工具创建Connolly surface。
等值面描述了原子所在的体积，这是已经被占据的体积。如果尝试填充到此等值面中，会发现计算终止并提示错误信息：“等值面封闭体积中的密度大于设定的密度。”要填充到Connolly面中，需要将定义的等值面值反向。可以使用Display Style对话框执行此操作。
选择等值面并在所选部分单击鼠标右键，从快捷菜单中选择Display Style以打开Display Style对话框。在Isosurface选项卡上，选中“更高数值向内（High values inside）”复选框并关闭对话框。
提示：如果使用MaterialsScript脚本，则应使用HasFlippedNormals命令控制等值面的定义。
在Amorphous Cell Calculation对话框中，单击任务后面的More…按钮，打开Amorphous Cell Packing对话框。勾选“填充于等值面封闭的体积Pack in isosurface enclosed volume”复选框并关闭对话框。单击Amorphous Cell Calculation对话框上的Run按钮。
将SWNT_water.xtd设置为当前活动文档，并在Properties Explorer中，将Filter 更改为Symmetry System。
从菜单栏中选择File | Save Project，然后选择Window | Close All。
在填充前面创建的第二个纳米管结构之前，需要绘制二茂铁结构以填充在纳米管内部，并构建聚合物以填充在外部。
打开一个新的3D原子文档3D Atomistic Document，并将该文档重命名为ferrocene.xsd。使用片段Fragment工具创建二茂铁结构。
现在需要构建聚合物结构。在本教程中，将只构建一个聚合度为5的聚环氧乙烯。
使用均聚物Homopolymer构建工具，从氧化物oxides结构库中创建聚合度为5的聚环氧乙烯oxyethylene结构。
将使用区域和等值面来显示将要填充的部分。使用Connolly面来创建初始区域。
将当前文件更改为SWNT_polymerFe.xsd并创建Connolly surface。单击创建分割区域Create Segregates按钮。单击Volumetric Selection按钮打开Volumetric Selection对话框并选择两个分割区域。单击创建等值面Create Isosurfaces按钮。
在Volumetric Selection对话框中，取消选中Connolly Surface、Segregate 1、Segregate 2复选框。
现在应该在SWNT_polymerFe.xsd中显示蓝色和绿色等值面。
Volumetric selection对话框，其中显示分割的等值面
注意：由于分割的等值面显示自由空间的体积，因此不必像对Connolly面那样反转等值面。
将二茂铁填充到蓝色等值面封闭的体积中，将聚合物填充到绿色等值面封闭的体积中。
最后一步是使用两个单独的填充计算任务，将分子分别填充到两个等值面封闭体积中。首先填充二茂铁（顺序不重要）。但是，只能填充到单个可见的等值面中，因此需要确保等值面Segregate 2是唯一可见的等值面。
确保SWNT_polymerFe.xsd为当前活动文件。在Volumetric Selection对话框中，取消选中Segregate 1 -> Isosurface1。
打开Amorphous Cell Calculation对话框。将成分列表中将成分Composition改为二茂铁ferrocene。将“密度Density”设置为0.9，然后单击More…按钮，选中“在等值面封闭的体积内填充Pack in isosurface enclosed volume”复选框。
当结构创建计算任务完成时，将得到一个三维原子轨迹文件，为在内部填充二茂铁分子的纳米管。首先，在新的结构文件中复制输出的一帧轨迹。
将SWNT_polymerFe AC Packing/SWNT_polymerFe.xtd作为当前活动文档。
在Volumetric Selection对话框中，取消选中Segregate 2 -> Isosurface1，然后选中Segregate 1 -> Isosurface1。
现在应该看到蓝色等值面变为不可见，绿色等值面再次可见。这一次，将在上一次计算的输出轨迹基础上进行构建。
注意：如果执行本练习中的多步骤填充计算，并且在第一次填充时生成多帧构型，则第二次填充时，将仅填充到轨迹的当前帧中，而不是填充到所有帧中。
在Amorphous Cell Calculation对话框的Setup选项卡上，将成分Composition更改为peo5，密度Density更改为0.85。单击Run按钮。
当计算完成时，会获得被二茂铁填充的纳米管的结构，纳米管之间的空间填充了聚合物。
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