در علم شیمی مولوکول ها و ساختار ماده ای شاید از مهمترین مواردی باشد بر آن در آزمایشات و تحقیقات مختلف تمرکز می شود. استفاده از نرم افزارهای شبیه ساز به منظور درک بهتر این ساختارها امروزه در لابراتورهای شیمی و مراکز تحقیقاتی به یک امر ضروری تبدیل شده است و محققان بدون استفاده از این نرم افزارها عملا در روند تحقیقاتی خود دچار مشکلات مختلفی می شوند. نرم افزارهایی که به این منظور طراحی و ارائه می شوند توسط شرکت های سازنده نرم افزاری قدرتمند با تمرکز بر امور تحقیقاتی و استفاده از متخصصین این امر در این زمینه ها به کاربران ارائه می شوند.
CrystalMaker نرم افزاری است برای ساخت، نمایش، دستکاری، و متحرک سازی انواع کریستال و ساختارهای مولکولی که ابزاری کاربردی برای دانشجویان، اساتید و علاقه مندان رشته شیمی محسوب می شود. در این برنامه می توانید ساختار مولکولی مواد شیمیایی را به آسانی و با حرکت موس و انتخاب اشکال مختلف به صورت ۳ بعدی نمایش بدهید . همانطور که میدانید یکی از راههای بسیار ساده برای آموزش و یادگیری استفاده از گراف ها و نمایش های ۳ بعدی است که در این برنامه به راحتی می توانید از این امکان استفاده کنید. در این برنامه اطلاعات به روز و معتبری از منابع اطلاعاتی بسیار گسترده ای مانند بانک اطلاعات سازه های کمبریج، بانک اطلاعات پروتئین، سی آی اف، GSAS ،SHELX در اختیار شما قرار می گیرد.
روند استفاده از نرم افزارها در علوم و رشته های متفاوت به منظور کاستن از دشواری اموری مانند تجسم مسائل، شبیه سازی های گوناگون، انجام محاسبات دقیق و جلوگیری از وقوع خطا، روز به روز در حال افزایش است و علم شیمی نیز در این بین مستثنی نبوده است. می توان گفت شناخت و درک ساختارهای ماده ای و مولکولی در علم شیمی از مهمترین مواردی است که تمامی کسانی که با این علم سروکار دارند باید توجه خاصی به آن داشته باشند و اهمیت این امر باعث شده تا استفاده از نرم افزارهای شبیه ساز به منظور درک بهتر این ساختارها امروزه در لابراتورهای شیمی و مراکز تحقیقاتی به یک امر ضروری تبدیل شود. SingleCrystal و CrystalDiffract دو عنوان از نرم افزار های پرکاربردی هستند که در این زمینه ارائه شده اند.
Schrödinger Suite بدون شک کاملترین و پیشرفتهترین نرم افزار شبیه سازی برای مهندسی شیمی و علم مواد است. این برنامه دقیقترین شبیه سازیهای مولکولی را میتواند پیاده سازی کند و کاربرد بسیار وسیعی در علوم مختلف از جمله پزشکی، دارو سازی، مواد و شیمی دارد. کمتر مهندسی وجود دارد که از نرم افزار شرودینگر استفاده نکرده باشد. نام این نرم افزار برگرفته از اروین شرودینگر، فیزیکدان اتریشی است که جدیدترین و کاملترین نظریه اتمی فعلی متعلق به اوست. نظریه مکانیک کوانتوم نیز حاصل از تلاشهای بیوقفهی اوست و به همین دلیل بنیاد علمی شرودینگر، نام قویترین نرم افزار شبیه سازی اتمی را هم نام این دانشمند بزرگ قرار داد.
این برنامه به طور کلی از 5 بخش Small-Molecule Drug Discovery Suite و Materials Science Suite و Discovery Informatics Suite و PyMOL و Biologics Suite تشکیل شده است که هر کدام از اینها شامل تعداد زیادی برنامه مستقل از هم میباشند؛ مجموعه Schrödinger Suite شامل تمامی نرم افزارهای این 5 بخش میشود و به طور خلاصه، تمامی نرم افزارهای تولید شده این شرکت را دارا است و برای همه علوم کاربرد دارد.
با کمک این نرم افزار، مهندسین شیمی میتوانند ساختارهای جدید و نوین پلیمری و شیمیایی را مورد بررسی قرار داده و شبیه سازی کنند، واکنشهای مختلف را بررسی کرده و در ابعاد اتمی همه چیز را تحت نظر داشته باشند. مهندسین مواد با کمک این نرم افزار میتوانند به مطالعه و بررسی ساختارهای کریستالی مواد پرداخته و خواص مختلف نظیر مکانیکی، حرارتی، نوری، شیمیایی و غیره را استخراج نمایند و همچنین بتوانند آلیاژهای نوین را شبیه سازی کرده و کاربرد آنها را در محیطهای پیچیده نظیر دما بالا، خورنده و غیره مورد مطالعه قرار دهند.
دکترهای داروساز با این نرم افزار میتوانند داروهای جدید را شبیه سازی و اثرات آنها را بررسی کنند، ساختار مولکولی و DNA را بررسی کرده و به ساخت داروهای جدید بپردازند.
KNIME Workflows مجموعه افزونههای اضافه بر سازمان (Extensions) بوده که بر روی Schrödinger Suite نصب میشوند و وظیفه اتوماسیون و آنالیز داده را بر عهده دارند. با این افزونهها میتوانید برنامهریزی کنید تا نرم افزار به طور خودکار شروع به آنالیزهای مختلف کند و نتیجه به دست آمده را، دستهبندی کرده و به شما ارائه دهد. خودکار سازی محاسبات مولکولی، کریستالی و ساختاری و آنالیز مواد از جمله قابلیتهای این افزونه هاست.