小软件,大功能,实用小软件推荐(一)

在科研过程中,我们需要一些小软件辅助完成实验的实施和论文的撰写。下面就简单介绍几款常用小软件,供大家参考。

 

01

粒度分析软件 (Nano Measurer)

 

Nano Measurer是中文版的粒度分析软件(长度分析软件),分析粒度大小,粒度分布,纳米线纳米颗粒的尺寸分布;且可以分析与尺寸有关的任何图片,比如求晶面间距等,使用方法超级简单,下面会作简要的介绍。软件也非常的小,安装过程很简单无需破解。

 

一、安装方法。

 

软件下载完后,解压打开文件夹,如下图所示有两个文件。

第一个文件一般情况下不会使用,只是有极个别人反馈安装过程中出现 msvbvm60.dll 安装不成功,造成安装后,软件由于缺少 msvbvm60.dll 而不能运行。这时请在系统弹出关于msvbvm60.dll文件错误对话框时选择”忽略(Ignore)”,继续安装,然后将msvbvm60.dll文件复制到计算机的C:windowssystem32目录下。

第二个文件为安装文件,右键以管理员模式运行,按照提示进行安装即可。

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二、使用方法

 

1、软件安装完后桌面上会有如下图所示的文件,左键双击打开;

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2、软件打开后,依次点击 文件——打开,打开一张你需要进行晶粒统计的图片,如下图所示:

 

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3、图片打开后,先对照图片的标尺,按住鼠标的左键拉伸画一条与标尺相同长度的线段,如下图右下角红框所示;再依次点击 设置——标尺,出现下图中的弹窗,对照图片中的标尺依次输入尺寸实际长度和尺寸单位,最后点确定。到此标尺设置完成。

 

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4、按住鼠标左键拉伸然后松开,选择统计样本,此时可以依次点击 报告——及时报告,会弹出及时记录弹窗,可以实时的观察统计情况。

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5、统计完后,依次点击 报告——查看报告 弹出如下图所示的弹窗后,就可以将统计报告以及柱状图导出。如下图所示:

 

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02

分子量计算器(Molecular Weight Calculator)

 

输入分子式,点击计算,不但能够提供对应的分子量,还能知道所有元素的质量分数等信息。元素分析的理论值可以用这种方法获得。除了计算分子量和质量分数,还能够批量计算、计算不饱和度以及作为数字计算器使用(详见工具栏)。

 

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03

publCIF

 

publCIF是编辑CIF重要的工具,以前ActaCrystallographica Section E比较出名的时候,很多人使用。现在的publCIF主要用于方便获取晶体学参数、原子坐标以及键长键角表格等。当然,如果要把这些数据导入到word里,需要去除底纹哟。

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04

ImageJ

 

大家直接在百度中搜索ImageJ就可以找到这块软件,软件本身也不大,下起来很方便。ImageJ的功能很多,统计粒径的方式也有多种,今天跟大家分享一种最常规的方式——手动统计粒径。

 

第一步:利用ImageJ打开图片文件。

 

ImageJ是一个基于java的公共的图像处理软件,它能够处理TIFF, PNG, GIF, JPEG, BMP, DICOM, FITS等多种格式的图片(只要将SEM,TEM图片变成这些格式就可以用ImageJ进行处理了)。

 

操作:点击ImageJ菜单栏中File–Open,找到想要打开的TIF或者JPG文件,将其打开,得到下图右所示界面。

 

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备注:TEM图片有的时候是DM3的格式,需要先通过Gatan DigitalMicrograph(有机会后面也会跟大家进行分享)将其转变为TIF或者JPG格式。

 

第二步:设置标尺。

 

标尺对于一个图片的重要性用不着我废话,这里,我只讲操作。

 

a. 在工具栏中找到画线工具,然后采用它画一条直线,与标尺长度重合

(备注:如果标尺太小,可以通过缩放工具将图片放大之后,再用画线工具画直线)

 

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b. 在ImageJ的菜单栏中找到Analyze–>Set scale,在弹出来的窗口中,Known Distance一栏中填入标尺的已知长度,Unit of Length中更改标尺的单位。然后,点击OK完成标尺的设置。

 

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设置标尺实际上就是要得到像素长度和已知标尺长度的比例尺,这样画一条线就可以通过这个比例直接得到这条线的真实长度。

 

第三步:量取粒径。

 

设置好标尺以后,就可以通过划线来方便地量取纳米颗粒的粒径尺寸了。

 

a. 采用画线工具,划出某一颗粒的直径(如果颗粒太小,可以采用缩放工具进行缩放),然后点击菜单中Analyze–>measure,在弹出的result窗口中,length即为测得的纳米颗粒粒径数据。

 

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b. 标记好已经统计过的颗粒。

 

一般而言,粒径统计应该统计最少100个纳米颗粒,为了保证统计的准确性,不要重复统计。ImageJ中有一个标记工具,可以让大家很方便地知道哪个颗粒已经统计过了。

 

操作:点击Analyze–>Label即可,每量取一个纳米颗粒之后,Label一下,可以避免重复统计。

 

第四步:统计结果导出。

 

待100颗纳米颗粒全部统计完毕之后,点击result窗口,在菜单中选取save as进行保存,会得到一个XLS文件。

 

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第五步:统计结果分析。

 

统计结果的分析我们还是采用origin来进行。

 

具体操作步骤如下:

a. 打开xls文件,将length这一列数据拷贝到origin中。

 

b. 选中该列,然后点击Origin菜单栏中Statistic–>Descriptive Statistic–>Frequency count;

 

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c. 在弹出的窗口中可以选择统计的参数,包括最小值(minimum),最大值(maximum),增量(Incremen)等。

 

d. 设置好之后点击OK,可以得到下图所示的表格。

 

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e. 选中其中的count一栏,然后做column图,并对坐标轴进行美化,得到上图所示的粒径分布图。

 

f. origin中如何求取平均值和标准差?

 

以粒径统计为例,在b步骤中选取该列后点击Origin菜单栏中Statistic–>Descriptive Statistic–>Statistics on column,在弹出的窗口中,可以看到平均值和标准差。

 

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一般,粒径分布图中, 人们会把平均值和标准差列在分布图上,如下图所示。

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至此,粒径统计的整个过程就结束了。

 

 

05

Mercury

 

Mercury,经常被称作Hg软件,新版的Mercury主要有以下几个功能:获取化合物的粉末模拟数据、获取晶体学参数、获得局部或整体结构信息(包括键长键角、二面角、氢键、堆积结构、孔道大小等)、链接到CSD(包括申请CCDC号、获取有CCDC号的结构等)。下面逐一介绍:

 

获取化合物的粉末模拟数据:有两个通道可以完成这项任务,一是在底端中间处有个Powder的地方,另一个是在Calculate—PowderPattern。打开之后,我们可以根据自己的需要调整2 θ的范围和步长,点击save Powder Pattern保存数据(格式xye,可更改为txt打开)或者saveimage保存当前的图片(格式自选)。

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获取晶体学参数:在底端中间处有个MoreInfo的地方,点开Structure Information即可。我们还可以通过左边的菜单栏获得原子坐标、键长、键角、扭矩等信息

 

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获得局部或整体结构信息:可以通过MeasureDistances、MeasureAngles和Measure Torsions获得任一键长、键角和扭矩。PickAtoms是选择原子,Lasso Atoms是套索原子,ExpandContacts是拓展连接,Toggle Labels是自动显示标号,MoveLabels是移动标号,Reveal Symmetry-GeneratedMolecules就是自动生成对称的分子。

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如何计算两个平面的二面角呢?简便的方法就是在Hg软件里技术,详细贴图如下。选择平面上的原子,Calculate—Planes—NewPlane,然后选择这两个面,Measure Angles即可。

 

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小窍门:当我们通过Calculate—Packing/Slicing获得配合物的堆积结构时,如何确定这个配合物的维度呢?选择任意一个原子,按CtrlE,然后点击Selection—InvertSelection,隐藏剩余部分原子即可获得我们所需要的非堆积结构,维度就一目了然。

 

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孔道大小:堆积过后,选择Spacefill的样式,从各个方向观察是否有孔道,孔道有多大。我们甚至可以通过测量原子间的距离大概估算下孔道的直径。

 

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氢键结构:把H-Bond前面的框打上勾,依据XH—YH—Y距离来判断是否是氢键。强氢键2.5–3.0Å,中等3.0–3.5 Å,更长的就是弱氢键了。

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关于CSD菜单栏:包括链接到申请CCDC号以及获取入库结构的网页、获得氢键信息等等。

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这几款软件在科研过程中都很实用,还有其它功能没有介绍,就留着大家自己去探索了。你有什么好用的科研小软件,欢迎在下方留言推荐~

(本文综合整理自科研SCI绘图、研之成理、功能材料化学与器件等。)

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