2013年诺贝尔化学奖揭晓，美国三位科学家Martin Karplus, Michael Levitt和Arieh Warshel获奖。获奖理由是“为复杂化学系统创立了多尺度模型”。化学家们曾用塑料的球和棍来搭建分子模型。而到今天，建模这一工作变成了在计算机中进行。化学反应是瞬间发生的。在不到毫秒的时间里，电子从一个原子核跳向另一个原子核。经典化学很难捕捉到这一瞬间；用实验方法来记录化学过程中的每一步更是很难办到的。
Karplus，Levitt和Warshel的研究是突破性的，因为他们成功地让牛顿经典物理学与截然不同的量子物理学齐头并进。目前，分子动力学模拟可采用以下两种方法计算模拟：量子力学法和经典分子动力学法。近十几年来，分子计算机模拟已经在材料、能源、催化以及生物大分子体系研究中发挥了重要的作用。
机构课题名称诺贝尔化学奖之计算化学课题：分子力学引导下的量子化学计算与建模，探究其在化合物结构预测与反应机理方面的应用
适合专业：量子化学、理论化学、化学工程
适合人群：高中生、大学生
项目主要涵盖计算化学和计算机模拟的基础理论及相关概念，以材料为例重点讲授分子动力学、蒙特卡洛法的应用，引导学生进行原子尺度的基础建模。学生将了解第一性原理，从头算法，密度泛函，计算方法（量子力学法和分子力学法）以及分子动力学模拟和统计力学模拟。最终以小组为单位，对特殊材料进行综合性建模并出具细节性研究报告。
通过项目，学生将掌握基本的计算模拟理念和方法，充分了解化学计算与模拟这一不可或缺的新型研究方法。个性化研究课题参考：计算化学方法在基于受体结构的药物分子设计中的应用；金属—有机骨架材料的吸附分离机理及功能化的计算化学研究；计算化学在确定天然产物绝对构型中的应用。
项目亮点
01名校教授指导
Jaime 导师现任加州大学洛杉矶分校终身正教授兼研究生教育副主席，是美国能源部下属的重要的国家级实验室——劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）研究员，曾获美国能源部早期事业奖Early Career Award，该奖项颁给有卓越贡献的职业生涯早期科研学者），也是材料研究学会(MRS)会员，矿物、金属和材料学会(TMS)会员，美国计算力学学会(USACM)核心成员，美国计算机机械工程协会资深科学家。
Jaime 导师的研究兴趣为融合材料化学的微结构演化、合金塑性变形模拟、热力学模拟和功能材料相变，在国际知名期刊发表论文多篇。
02项目产出丰富
●学术报告
●优秀学员获主导师Reference Letter
●EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等级别索引国际会议全文投递与发表指导（可用于申请）
●结业证书
●成绩单
项目安排
7周在线小组科研学习+5周论文指导学习 共125课时
●分子动力学导论：统计力学、量子力学与经典力学基础理论、运动方程、分子动态轨迹的生成和模拟
●密度泛函理论（DFT）：电子与原子核量子体系的玻恩–奥本海默近似、定态薛定谔方程、电子结构理论之Kohn-Sham方程
●原子间相互作用势：对势与多体势
●蒙特卡洛模拟：分布方程、马尔可夫链（Markov Chain）、Metropolis算法、动力学蒙特卡洛方法
●项目回顾与成果展示
●论文辅导
