Графические утилиты для кристаллографистов

[Linkey]

На форуме нет раздела для кристаллографии, поэтому может уместно создать тему в этом разделе. В моей программе реализована работа с кристаллографическими файлами, в частности чтение файлов .cif. И мне предложили добавить в программу несколько утилит, помогающих анализировать что есть на краях ячейки. Вот пример: ячейка кристалла из файла который мне прислали:

 

 

Тут надеюсь понимают, что ячейку можно размножить. Вот этот же кристалл в варианте ячеек 2*2*2:

 

 

Как видите, уже ячейку 2*2*2 анализировать сложно, а тем более 3*3*3. Нужно придумать утилиты, помогающие что-то понять. В моей программе есть "извлекатор" фрагментов: вы можете кликнуть на атом, выбрать пункт меню, и далее нажимать + и отображаемый фрагмент будет разрастаться по связям:

 

 

Мне сказали, что при анализе кристаллов часто сложновато понять что есть за границами ячейки: если размножать её, становится слишком много атомов, поэтому имеет смысл выделить атом на границе ячейки и достроить его продолжение "извлекатором". Я пока не понял, нужно ли добавлять отдельный пункт меню в программе для этого. Но я скоро сделаю такую опцию: можно будет задать в настройках "извлекатора", что при разрастании (экспанде) фрагмента связи между некоторыми типами атомов игнорируются. Вернусь к самому верхнему рисунку, ячейка 1*1*1. Я могу указать, что при экспанде игнорируются все связи с атомом цинка; потом я выделю все атомы в отображённой ячейке 1*1*1, и буду нажимать + до тех пор пока оно не перестанет меняться. Получится такая картинка:

 

 

Тут уже видно что это линейный одномерный кристалл.

Ну вот, прошу подать идеи, какие ещё придумать удобные утилиты для анализа. Мне сейчас надо решить, добавлять ли отдельный пункт меню "Не экспандить атомы которые уже видимы". Т.е. с этим меню, вы сможете выделить отдельный атом на границе ячейки, и он далее при нажатии + он будет экспандиться только наружу, вы увидите с чем он связан в смежной ячейке. Но не уверен всё-таки что надо это делать, как-то немного громоздко получается.

Изменено 1 Июля, 2025 в 08:24 пользователем Linkey

[Вадим Вергун]

В 01.07.2025 в 11:24, Linkey сказал:

На форуме нет раздела для кристаллографии, поэтому может уместно создать тему в этом разделе. В моей программе реализована работа с кристаллографическими файлами, в частности чтение файлов .cif. И мне предложили добавить в программу несколько утилит, помогающих анализировать что есть на краях ячейки. Вот пример: ячейка кристалла из файла который мне прислали:

 

 

Тут надеюсь понимают, что ячейку можно размножить. Вот этот же кристалл в варианте ячеек 2*2*2:

 

 

Как видите, уже ячейку 2*2*2 анализировать сложно, а тем более 3*3*3. Нужно придумать утилиты, помогающие что-то понять. В моей программе есть "извлекатор" фрагментов: вы можете кликнуть на атом, выбрать пункт меню, и далее нажимать + и отображаемый фрагмент будет разрастаться по связям:

 

 

Мне сказали, что при анализе кристаллов часто сложновато понять что есть за границами ячейки: если размножать её, становится слишком много атомов, поэтому имеет смысл выделить атом на границе ячейки и достроить его продолжение "извлекатором". Я пока не понял, нужно ли добавлять отдельный пункт меню в программе для этого. Но я скоро сделаю такую опцию: можно будет задать в настройках "извлекатора", что при разрастании (экспанде) фрагмента связи между некоторыми типами атомов игнорируются. Вернусь к самому верхнему рисунку, ячейка 1*1*1. Я могу указать, что при экспанде игнорируются все связи с атомом цинка; потом я выделю все атомы в отображённой ячейке 1*1*1, и буду нажимать + до тех пор пока оно не перестанет меняться. Получится такая картинка:

 

 

Тут уже видно что это линейный одномерный кристалл.

Ну вот, прошу подать идеи, какие ещё придумать удобные утилиты для анализа. Мне сейчас надо решить, добавлять ли отдельный пункт меню "Не экспандить атомы которые уже видимы". Т.е. с этим меню, вы сможете выделить отдельный атом на границе ячейки, и он далее при нажатии + он будет экспандиться только наружу, вы увидите с чем он связан в смежной ячейке. Но не уверен всё-таки что надо это делать, как-то немного громоздко получается.

Так-то функция полезная, вроде Vesta так умеет. Добавьте в свою программу адекватный расчет размеров НЕ сферических полостей (цилиндр, куб, октаедрер), вот это будет фича.

[Linkey]

В 02.07.2025 в 18:08, Вадим Вергун сказал:

Добавьте в свою программу адекватный расчет размеров НЕ сферических полостей (цилиндр, куб, октаедрер), вот это будет фича.

Не понял, что за расчёт размеров? Посчитать объём полости? А как дать программе понять, что полость это не шар а куб? И какова цель такого подсчёта?

[Вадим Вергун]

В 03.07.2025 в 05:45, Linkey сказал:

Не понял, что за расчёт размеров? Посчитать объём полости? А как дать программе понять, что полость это не шар а куб? И какова цель такого подсчёта?

Дать понять вручную приказав вписывать в полость фигуру. Vesta размеры шаровых полостей считает, а если, например, полость цилиндр (цеолиты) или октаедер (MOF) это проблема. 

[Linkey]

В 03.07.2025 в 17:51, Вадим Вергун сказал:

Дать понять вручную приказав вписывать в полость фигуру. Vesta размеры шаровых полостей считает, а если, например, полость цилиндр (цеолиты) или октаедер (MOF) это проблема. 

Для каких задач может быть полезно подсчитать объём полостей?

[Вадим Вергун]

В 04.07.2025 в 21:34, Linkey сказал:

Для каких задач может быть полезно подсчитать объём полостей?

Не объем а скорее размеры. Для того чтоб прикинуть какие молекулы вещество сможет адсорбировать.

[Linkey]

В 04.07.2025 в 22:21, Вадим Вергун сказал:

Не объем а скорее размеры. Для того чтоб прикинуть какие молекулы вещество сможет адсорбировать.

Ещё вопрос - стоит добавить ещё варианты фигур, кроме шара, цилиндра и октаэдра, которые можно вписать в полость? Например ещё прямоугольный параллелепипед? Программа переберёт все ориентации фигуры, и разные варианты размеров/формы, и найдет параметры фигуры наибольшего объёма, которая в полость влезает.

И ещё одна мысль, может можно ещё подсчитать размеры фигуры, влезающей в углубление на поверхности молекулы, а не только внутри.

Изменено 14 Августа, 2025 в 14:05 пользователем Linkey

[Вадим Вергун]

В 14.08.2025 в 17:03, Linkey сказал:

Ещё вопрос - стоит добавить ещё варианты фигур, кроме шара, цилиндра и октаэдра, которые можно вписать в полость? Например ещё прямоугольный параллелепипед? Программа переберёт все ориентации фигуры, и разные варианты размеров/формы, и найдет параметры фигуры наибольшего объёма, которая в полость влезает.

Это было бы отлично. Явно кому-то пригодится, чем больше вариантов фигур тем лучше.