Materials Studio材料模拟软件平台是全球最大的科研模拟软件公司Biovia的核心产品。在近20年的发展历程中,Materials Studio获得了来自全球多个顶尖科研机构的技术支持,历经23个版本的更新和升级,现已融合多种时、空间尺度的模拟方法,形成了一个包含16个工具包、22个功能模块,可实现从微观电子结构到宏观性能预测的跨尺度科学研究平台,是目前分子模拟领域最精确、最稳定、最高效的产品,在化工、环境、能源、制药、电子、食品、航空航天和汽车等工业领域和教育科研部门有着非常广泛的应用。
Materials Studio材料模拟软件以可视化视窗界面为核心，主要包括量子力学模块、经典分子力学、动力学模块、介观动力学模块、蒙特卡洛方法模块、定量构效关系模块以及晶体形貌、结构预测模块。
Materials Studio的图形化界面,支持各种材料微观结构模型的搭建和计算结果可视化分析；
以定态薛定谔方程为核心，计算原子核满足特定排列时，核外电子的空间、能量分布，并由此进一步得到体系的电学性质、磁学性质、光学性质、热力学性质以及力学性质，精度高且几乎不依赖于任何经验参数，被广泛应用在各类材料的模拟研究中。
以各类力场(势函数)表征原子、离子及分子间相互作用,其中包含有大量基于实验数据或者量子力学方法的经验参数,所以,经典模拟方法具有非常高的效率,能够计算包含数千至数十万原子模型的相关性质,计算精度取决于势函数及参数的适用性。
“模型粗粒化”是介观模拟方法与其它模拟方法的一个显著区别。将通常模型中的若干个原子视为一个“珠子”,由珠子构成的结构模型称为“粗粒化模型”。介观模块采用各种势函数描述珠子间的相互作用,并研究珠子的分布、运动,分析各种分布所形成的拓扑形貌以及与运动相关的结构、动力学性质。
蒙特卡洛方法结合分子力场（势函数），在Materials Studio中被用来构建聚合物、溶液等无序结构模型，研究多孔材料、固体表面的气体分子吸附，搜索分子最优构象以及晶体结构。
Materials Studio中基于力场（势函数）的分子力学、动力学以及蒙特卡洛模块，包括介观动力学模块，可用于高效的搜索高分子的稳定构象，构建和表征高分子晶态或非晶态的结构和预测性质。
Materials Studio软件平台中的量子力学方法和分子力学和动力学方法结合,可以研究纳米材料的微观结构及光、电、磁、力学及热力学相关的物理性质,化学反应活性以及自组装、外延生长机制进行研究。
（1）搭建半导体晶体、缺陷、表界面、纳米材料颗粒结构
（1）搭建纯金属、合金、掺杂模型、位错、层错、孪晶、金属纳米颗粒结构
科学家想通过Materials Genome Initiative（MGI）项目，找出元素间的相互作用对材料的种类和性质带来的广泛影响，以这些知识为基础，希望以更短的周期为不同应用“定制”相应材料。已经促成的来自麻省理工学院的以研究电池为主的Materials Project项目和哈佛的以清洁能源为主的Clean Energy Project计划。二者均利用密度泛函理论（Density Functional Theory）收集巨型数据库来预测模拟物质的实际属性。
