最近在尝试做个高分子复合材料的建模，一开始用的MS被气得不轻。动不动就程序崩溃，体系一大就完全跑不动，几十分钟跑1%。最后只好换个方法用了EMC，20MB的大小在建模这块简直吊打MS。

1.EMC下载安装

EMC文件下载地址：
下载完解压后，在终端输入以下命令安装调用EMC的python库：

  1. pip install emc-pypi

在python中执行以下代码，没有报错则说明改库安装成功。

  1. import pyemc

由于EMC主体是用perl写的，所以电脑还需要支持perl环境，在终端输入以下命令查看是否支持perl：

  1. perl -v

输出如下则表明已安装perl：
image.png
如果提示找不到perl，自行上官网下载安装就行了。

2.esh文件编写

下载的文件中自带了一些esh的例子，照着修改可以了。我用于生成PET/PE复合材料的esh如下：

  1. ITEM    OPTIONS
  3. replace    true #覆盖存在的脚本
  4. mass       true #在data中添加质量
  5. ntotal     7200 #体系原子总数
  6. density    0.3  #体系密度
  7. field      pcff #设置力场（EMC支持COMPASS, PCFF, CHARMM, OPLS, TraPPE or coarse-grained force fields）
  8. build_dir  .    #我也不知道有啥用
  10. ITEM    END
  12. ITEM    SHORTHAND #提供了一种快速构建化学文件的方法
  14. PET O=C(C1=CC=C(C(OCCOC(C2=CC=C(C(OCCOC(C3=CC=C(C(OCCOC(C4=CC=C(C(OCCOC(C5=CC=C(C(OCCOC(C6=CC=C(C(OCCOC(C7=CC=C(C(OCCOC(C8=CC=C(C(OCCOC(C9=CC=C(C(OCCOC(C%10=CC=C(C(C)=O)C=C%10)=O)=O)C=C9)=O)=O)C=C8)=O)=O)C=C7)=O)=O)C=C6)=O)=O)C=C5)=O)=O)C=C4)=O)=O)C=C3)=O)=O)C=C2)=O)=O)C=C1)OCCOC,10 #名称，SMILE式，链数
  15. PE CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC,20 #名称，SMILE式，链数
  17. ITEM    END
  19. ITEM    COMMENTS #设置体系组分，含量
  21. ITEM    GROUPS #组分
  22. PET   O=C(C1=CC=C(C(OCCOC(C2=CC=C(C(OCCOC(C3=CC=C(C(OCCOC(C4=CC=C(C(OCCOC(C5=CC=C(C(OCCOC(C6=CC=C(C(OCCOC(C7=CC=C(C(OCCOC(C8=CC=C(C(OCCOC(C9=CC=C(C(OCCOC(C%10=CC=C(C(C)=O)C=C%10)=O)=O)C=C9)=O)=O)C=C8)=O)=O)C=C7)=O)=O)C=C6)=O)=O)C=C5)=O)=O)C=C4)=O)=O)C=C3)=O)=O)C=C2)=O)=O)C=C1)OCCOC #名称，smile式
  23. PE CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC #名称，smile式
  24. ITEM    END
  26. ITEM    CLUSTERS #含量
  28. PET   PET,5 #名称，名称，链数
  29. PE PE,20 #名称，名称，链数
  31. ITEM    END #含量

将上面这段代码保存为1.esh。
smile式在许多化学资料库上可以查找，但是还是会有很多缺少的。建议还是自己用chemdraw绘制并导出smile式。

3.执行EMC生成data文件

在python中运行以下程序

  1. import pyemc
  3. pyemc.setup('xxx.esh')
  4. pyemc.build('build.emc')

在esh文件所在目录下会生成以下文件：
image.png

4.文件详情

params文件中主要包含模型的势函数，质量等参数:

  1. ......
  2. # Masses
  4. mass        1    12.01115  # c
  5. mass        2    12.01115  # c_0
  6. mass        3    12.01115  # c_1
  7. mass        4    12.01115  # cp
  8. mass        5     1.00797  # hc
  9. mass        6    15.99940  # o_1
  10. mass        7    15.99940  # o_2
  11. mass        8    15.99940  # oc
  13. # Potentials
  15. pair_style    lj/class2/coul/long ${cutoff} ${charge_cutoff}  # 9.5
  16. bond_style    class2
  17. angle_style    class2
  18. dihedral_style    class2
  19. improper_style    class2
  20. pair_modify    mix sixthpower tail yes
  21. special_bonds    lj/coul 0 0 1
  23. # Pair Coeffs
  25. pair_coeff     1  1    0.05400    4.01000  # c,c
  26. pair_coeff     2  2    0.12000    3.30800  # c_0,c_0
  27. pair_coeff     3  3    0.12000    3.81000  # c_1,c_1
  28. pair_coeff     4  4    0.06400    4.01000  # cp,cp
  29. pair_coeff     5  5    0.02000    2.99500  # hc,hc
  30. pair_coeff     6  6    0.26700    3.30000  # o_1,o_1
  31. pair_coeff     7  7    0.24000    3.42000  # o_2,o_2
  32. pair_coeff     8  8    0.24000    3.53500  # oc,oc
  33. ......

data文件详情如下：

  1. LAMMPS output created by EMC v9.4.4, build Aug 20 2021 07:52:52
  3.         7140  atoms
  4.         7185  bonds
  5.        13760  angles
  6.        19981  dihedrals
  7.         8520  impropers
  9.            8  atom types
  10.           12  bond types
  11.           20  angle types
  12.           26  dihedral types
  13.           15  improper types
  15.              0    60.21913826  xlo xhi
  16.              0    60.21913826  ylo yhi
  17.              0    60.21913826  zlo zhi
  19. Masses
  21.        1   12.01115  # c
  22.        2   12.01115  # c_0
  23.        3   12.01115  # c_1
  24.        4   12.01115  # cp
  25.        5    1.00797  # hc
  26.        6   15.99940  # o_1
  27.        7   15.99940  # o_2
  28.        8   15.99940  # oc
  30. Atoms
  32.        1       1   6 -0.5310  42.9929423661  30.7556164498   8.4423851246  # o_1
  33.        2       1   3  0.7200  41.8686922004  31.1522224122   8.7061678569  # c_1
  34.        3       1   4 -0.0180  40.5796544532  30.6967084270   8.0664396047  # cp
  35.        4       1   4 -0.1268  40.6052652233  29.6647885167   7.1066772045  # cp
  36.        5       1   5  0.1268  41.5743523233  29.1512023110   6.8297214122  # hc
  37. ......

将data导入ovito中：
image.png