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背景

量子化学是理论化学的一个重要分支学科,随着计算机性能的提高,量子化学的飞速发展使得今天的量子和化学研究正在发生着深刻变化。本次会议,将围绕量子化学理论和计算方法,分子、团簇、固体等的电子结构和谱学计算,催化反应机理、分子激发态和光化学反应机理的理论研究,各种材料的结构与性能关系及理论设计,反应动力学理论和应用,量子化学和分子模拟在生物、环境和能源等领域的应用等议题展开探讨。研究范围包括稳定和不稳定分子的结构、性能及其结构与性能之间的关系;分子与分子之间的相互作用;分子与分子之间的相互碰撞和相互反应等问题。上世纪末,计算化学已经成为继实验、理论方法之后,化学领域另一重要的研究方法,必将对未来化学科学的发展起到越来越重要的作用。特别是量子化学和分子模拟方法已经被广泛应用于生物大分子体系、辅助药物设计及材料能源等领域的研究,由于量子化学可以通过计算原子分子之间的电子结构,来表达原子分子之间发生的化学变化,这对于酶催化作用、基因的复制与突变、药物与受体之间的识别与结合等过程的深入理解有重要作用,是实验和理论方法难以替代的。自21世纪以来,并行计算机体系结构趋于成熟,数据传输网络的标准化和传输速率大幅提高,GPU高性能计算的实现。这些计算机技术革命极大地扩展了量子化学和分子模拟方法所能认识的时间尺度和空间尺度,使得计算化学的内容也产生了质的变化。

量子化学在材料科学和能源研究中有非常重要的意义。生物大分子体系的量子化学计算一直是一个具有挑战性的研究领域,尤其是生物大分子体系的理论研究具有重要意义。由于量子化学可以在分子、电子水平上对体系进行精细的理论研究,是其它理论研究方法所难以替代的。因此要深入理解有关酶的催化作用、基因的复制与突变、药物与受体之间的识别与结合过程及作用方式等,都很有必要运用量子化学的方法对这些生物大分子体系进行研究。毫无疑问,这种研究可以帮助人们有目的地调控酶的催化作用,甚至可以有目的地修饰酶的结构、设计并合成人工酶;可以揭示遗传与变异的奥秘, 进而调控基因的复制与突变,使之造福于人类;可以根据药物与受体的结合过程和作用特点设计高效低毒的新药等等,可见运用量子化学的手段来研究生命现象是十分有意义的。deMon开发研讨会议召开不仅能够帮助全球学者交流讨论deMon的开发经验,使得deMon程序能够适应日新月异的计算机技术和量子化学方法的发展,而且也能够为deMon程序在计算机辅助药物设计,生物化学及软物质与纳米材料开发等领域的研究起到推动作用。