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1、第54卷第4期化工学报Vol154№42003年4月JournalofChemicalIndustryandEngineering(China)April2003综述与专论分子计算科学———化学工程新的生长点刘志平黄世萍汪文川(北京化工大学化学工程学院分子与材料模拟研究室,北京100029)摘要当今化学工业面临的巨大挑战是如何推出性能卓越、功能齐备同时环境友好的新产品新材料.分子计算科学是研究物质结构2性质关系的强大工具,在新产品新材料的设计中举足轻重,因而会成为化学工程新的生长点.在层次化研究的框架下,分子计算科学包括量子力学层次、统计力学
2、层次、介观层次以及连接各个层次的对接技术.本文分别介绍了各个层次的主要内容,特别是统计力学层次最近的研究进展,以及分子计算科学越来越趋向应用到实际复杂体系的发展趋势.关键词分子计算科学量子计算化学分子模拟介观层次对接技术复杂体系中图分类号TQ01519文献标识码A文章编号0438-1157(2003)04-0464-13MOLECULARCOMPUTATIONALSCIENCE:NEWPARADIGMOFCHEMICALENGINEERINGLIUZhiping,HUANGShipingandWANGWenchuan(Laboratoryof
3、MaterialandMolecularSimulation,InstituteofChemicalEngineering,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029,China)AbstractTodaythegreatchallengeofchemicalindustryishowtocreateandmanufacturehighquality,highperformance,environmentallyfriendlymaterialsorproducts1Computat
4、ionalmolecularscience(CMS)isoneofthemostimportanttoolsinchemicalengineering1Onecandesignnewmaterialsorproductsmorerationallythankstotheincreasingunderstandingofquantitativestructure2propertyrelationships(QSPR)onthemolecularlevel,whichisamajorsuccessofCMS1Itisproposedthatitw
5、ouldbethenextparadigmofchemicalengineering1CMSinvolvescalculationsonthequantum(electronicandnuclear),statistical(atomicormolecular),andmesoscales,aswellasmethodsthatform“bridges”betweenscales1Allthesefeaturesareintroducedinthepaper,includingtheirconceptandmethods,powerandli
6、mits,withemphasisontherecentdevelopmentsonthestatisticalscale1AnoteworthytrendisthatCMSisnolonger“games”ofphysiciansorchemistsintheirlaboratoriesorontheircomputers,butapowerfultoolofengineersintheirrealdesigns1Keywordscomputationalmolecularscience,quantumcomputationalchemis
7、try,molecularsimulation,mesoscale,bridgetechnique,complexsystems(processengineering)是化学工程的两个主要发展引言方向,如何不断适应市场需求开发出更安全高效的产品工程(productengineering)和过程工程化工产品以及如何更经济环保地生产出这些产品始2003-02-27收到初稿,2003-03-12收到修改稿.Receiveddate:2003-02-27.联系人:汪文川.第一作者:刘志平,男,29岁,博士,现在Correspondingauthor:
8、Prof.WANGWenchuan.E-mail:北京化工大学进行博士后研究.wangwc@buct1edu1cn基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(No1G2
