计算化学学科方向

计算化学是以计算机为工具，采用量子力学、分子力学、统计力学等现代数学和化学的理论方法，借助于计算软件来实现物质性质等各种核心化学问题的解决，它架起了理论化学和实验化学之间的桥梁。计算化学是从微观的角度对原子、分子和晶体的电子层结构、化学键理论、分子间作用力、化学反应理论、各种光谱、波谱和电子能谱，以及无机及有机化合物、生物大分子和各种功能材料的结构和性能关系等进行研究。几十年来，计算化学已经发展成为一门独立的，同时也与化学各分支学科以及数学、物理、生物等相互渗透的学科。随着化学理论及方法的完善，计算机运行速度的提高，计算化学在化学学科中的重要性已经逐渐凸显出来。一方面，运用计算化学软件，人们已经能以较小的成本在计算机上实现对化学物质和化学反应的高精度研究；另一方面，运用这一研究方法，人们能对化学物质的结构和功能以及反应做出新的合理设计，从而指导进一步的实验。该学科方向目前涉及以下二个研究领域：

①密度泛函理论计算新方法研究：该研究领域主要采用现代数学理论和方法研究多电子体系电子结构，以解决大尺度化学体系量化计算的可行性与精确性。目前研究的主要内容包括两个方面：(a) 溶剂效应对若干有机反应的影响：将实验和理论研究相结合，从反应机理入手研究溶剂效应对若干有机反应的影响，以理论计算来解释反应现象，建立一系列溶剂效应的计算模型，探讨溶剂效应对若干有机反应的影响。掌握溶剂效应对反应影响的规律可以有效的控制反应条件，以得到更多的目标产物，这对于目标产物的工业化生产具有很重要的应用价值。 (b) 分子间的弱相互作用：采用密度泛函理论研究分子间弱相互作用—氢键，掌握氢键存在对物质性质的影响和对有机反应影响的规律。近年来，该方向在现代数学理论和方法研究领域主持三项国家自然科学基金项目、二项广东省自然科学基金项目，发表十多篇被SCI收录的研究论文。获发明专利1项。

②功能材料结构与性能理论：这一方向主要定位于研究功能材料结构与性能之间的构效关系、功能材料的设计与模拟。通过研究材料表面的原子排列、电子结构、吸附与脱附、界面原子之间以及粒子与表面原子的相互作用规律，获得功能材料的电磁、电光、电热或电声的耦合机理并给予可靠的理论支持，同时设计、模拟出新的具有特殊结构和优异性能的功能材料，为结构化学基础研究和高技术光电子功能材料研究提供创新源泉。