【技术实现步骤摘要】
有机发光材料的计算设计系统及方法
本专利技术涉及材料设计
,尤其涉及一种有机发光材料的计算设计系统及方法。
技术介绍
自从上世纪80年代开始,先进材料就成为了现代经济增长和高新技术发展的重要支柱之一。随着经济的全球化,各领域国际竞争日趋激烈,新材料及相关工艺研发速度与成本已成为决定以技术知识产权为中心的经济战成败的关键因素。基于计算的材料设计方法正是在这一背景下应运而生。近十多年来,材料计算设计在美国、日本和欧洲受到高度重视,在政府多种计划的持续支持下快速发展,发达国家均把材料计算和模拟列入其发展战略中优先部署的领域,例如美国的“材料基因组计划”。“材料基因组工程”与“人类基因组工程”类似,通过高通量的第一原理性计算,结合已知的实验数据,计算尽可能多的真实或未知材料,建立起化学组分、晶体/分子结构和各种物性的数据库,并利用信息学和统计学方法,通过数据挖掘探索材料结构与性能之间的关系,为材料设计提供更多信息,拓宽材料筛选范围,集中筛选目标,缩短性质优化和测试周期,从而加速材料研究的创新。有机发光材料由于其自身的加工优势、特异的功能特性,得到了广泛的应用,如有机显示与照明、有机光探测、化学/生物传感和有机太阳能电池等,因此在全世界范围内科学界和工业界均掀起了研究热潮,成为国际上一个十分活跃的领域。而深入研究有机发光材料需研究其辐射以及内转换、系间窜越等激发态无辐射能量弛豫过程,并需要进一步考虑其辐射、无辐射过程所受到的材料聚集状态的影响。上诉过程一般难以直接通过实验定量分析其各种能量弛豫通道贡献的比例,故而更加难以得到分子结构与发光效率之间的对应关系。而 ...
【技术保护点】
1.一种有机发光材料的计算设计系统,其特征在于,所述计算设计系统包括客户端和服务器端;所述客户端,用于接收用户输入的有机发光材料的分子信息,并向服务器端发送所述分子信息,其中,所述分子信息包括分子结构和多项光物理性质;所述服务器端,用于接收客户端发送的所述分子信息,根据所述分子信息确定所述有机发光材料的各项光物理性质的分子结构性能关系,对所述各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理,向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和各个分子结构性能关系;所述客户端,还用于接收服务器端发送的各项光物理性质和各个分子结构性能关系并展示给用户,以及接收用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果,并向服务器端发送用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果;所述服务器端,还用于接收客户端发送的用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果,根据标准化处理后的分子结构性能关系和用户反馈结果,生成分子性能计算/采集报告。
【技术特征摘要】
1.一种有机发光材料的计算设计系统,其特征在于,所述计算设计系统包括客户端和服务器端;所述客户端,用于接收用户输入的有机发光材料的分子信息,并向服务器端发送所述分子信息,其中,所述分子信息包括分子结构和多项光物理性质;所述服务器端,用于接收客户端发送的所述分子信息,根据所述分子信息确定所述有机发光材料的各项光物理性质的分子结构性能关系,对所述各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理,向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和各个分子结构性能关系;所述客户端,还用于接收服务器端发送的各项光物理性质和各个分子结构性能关系并展示给用户,以及接收用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果,并向服务器端发送用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果;所述服务器端,还用于接收客户端发送的用户对各个分子结构性能关系的用户反馈结果,根据标准化处理后的分子结构性能关系和用户反馈结果,生成分子性能计算/采集报告。2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述服务器端包括数据存储层、高性能计算/数据挖掘层以及数据应用分析层,所述数据存储层分别与高性能计算/数据挖掘层、数据应用分析层连接,所述高性能计算/数据挖掘层与所述数据应用分析层连接;所述数据存储层,用于接收所述客户端发送的有机发光材料的分子信息,以及对所述分子信息进行标准化处理,并对所述标准化处理后的所述分子结构进行判断,根据判断结果向数据应用分析层发送所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系或者向高性能计算/数据挖掘层发送标准化处理后的分子信息,以及接收并存储高性能计算/数据挖掘层发送的标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系;所述高性能计算/数据挖掘层,用于接收所述数据存储层发送的标准化处理后的分子信息,对所述标准化处理后的分子信息进行分析挖掘,得到所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系,并向数据存储层和数据应用分析层发送所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系;所述数据应用分析层,用于接收所述数据存储层或所述数据挖掘层发送的所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系,对所述各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理,向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和每个光物理性质的分子结构性能关系,以及接收客户端对各个分子结构性能关系的用户反馈结果,根据标准化处理后的各个分子结构性能关系和用户反馈结果,生成分子性能计算/采集报告。3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述数据存储层包括:数据管理单元和材料性质数据库,所述数据管理单元与所述材料性质数据库连接;所述数据管理单元,用于接收所述客户端发送的有机发光材料的分子信息,以及对所述分子信息进行标准化处理,并判断标准化处理后的所述分子结构是否存在于材料性质数据库中,若存在,则判断所述材料性质数据库中是否包含标准化处理后的所述光物理性质,若包含,则在所述材料性质数据库获取与所述光物理性质对应的分子结构性能关系,并向数据应用分析层发送所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系,若不包含,则向高性能计算/数据挖掘层发送标准化处理后的分子信息,若不存在,则将标准化处理后的分子结构存储至所述材料性质数据库,以及向高性能计算/数据挖掘层发送标准化处理后的分子信息,以及接收高性能计算/数据挖掘层发送的标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系并存储至所述材料性质数据库。4.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述高性能计算/数据挖掘层包括:作业协同管理单元、分子电子态/振动态信息计算单元、光物理性质计算单元以及分子结构性能分析挖掘单元,所述作业协同管理单元分别与分子电子态/振动态信息计算单元、光物理性质计算单元以及分子结构性能分析挖掘单元连接,所述分子电子态/振动态信息计算单元与光物理性质计算单元连接,所述光物理性质计算单元与分子结构性能分析挖掘单元连接;所述作业协同管理单元,用于接收所述数据存储层发送的标准化处理后的分子信息,根据计算流程给分子电子态/振动态信息计算单元、光物理性质计算单元以及分子结构性能分析挖掘单元分配计算资源;所述分子电子态/振动态信息计算单元,用于接收所述数据存储层发送的标准化处理后的分子信息中的分子结构,以及采用第一原理性计算方法优化所述分子结构对应的平衡稳定构型,得到有机发光材料的电子结构信息、振动结构信息,并向光物理性质计算单元发送所述电子结构信息和振动结构信息;所述光物理性质计算单元,用于接收所述分子电子态/振动态信息计算单元发送的所述电子结构信息和振动结构信息,以及根据所述电子结构信息和振动结构信息计算与光物理性质相对应的热振动关联函数,对所述热振动关联函数进行傅里叶变换得到有机发光材料的各个光物理性质,并向所述分子结构性能分析挖掘单元发送有机发光材料的各个光物理性质;所述分子结构性能分析挖掘单元,用于接收所述数据存储层发送的标准化处理后的分子信息中的分子结构和所述光物理性质计算单元发送的有机发光材料的各个光物理性质,以及从材料性质数据库中获取与所述有机发光材料的分子结构的性质或结构相近的分子结构集,利用关联统计算法对所述分子结构集进行分析,得到各个光物理性质对应的分子结构与功能关系,并向数据存储层和数据应用分析层发送所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系。5.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述数据应用分析层包括:可视化分析数据生成单元和分子性能计算/采集报告产生单元,所述可视化分析数据生成单元与所述分子性能计算/采集报告产生单元连接;所述可视化分析数据生成单元,用于接收所述数据存储层或所述数据挖掘层发送的所述标准化处理后的各项光物理性质和相对应的分子结构性能关系,对所述各项光物理性质和各个分子结构性能关系进行标准化处理,向客户端发送标准化处理后的各项光物理性质和每个光物理性质的分子结构性能关系,以及接收客户端对分子结构性能关系的用户反馈结果;所述分子性能计算/采集报告产生单元,用于根据标准化处理后的分子结...
【专利技术属性】
技术研发人员:帅志刚,彭谦,牛英利,易院平,李文强,
申请(专利权)人:清华大学,中国科学院化学研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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