材料模拟与材料基因组

材料模拟与材料基因组


材料模拟技术在材料领域的研究和设计过程中起着越来越重要的作用。FUNSOM研究院的材料模拟方向采用量子力学、分子力学、分子动力学、蒙特卡洛从不同尺度研究分子、分子聚集体、超分子、纳米材料以及介观体系材料的结构、动力学特征以及不同性能并进行理性设计。硬件方面,FUNSOM研究院已购买浪潮Inspur NX5440M4刀片64台,E5-2680v4 Xeon128枚,HP BL 2x220c G7刀片56台,X5650 Xeon CPU 112枚,IBM HS22 刀片20台,X5560 Xeon CPU 40枚,Infiniband高速网络,GPU Tesla C2075 8片,总计核数超过2000

FUNSOM研究院材料模拟方向发展新的材料模拟方法并应用到不同的领域中,具体包括功能纳米材料、光电材料、新能源材料、纳米生物材料等领域的研究。

1. 发展多尺度的模拟方法应用于纳米材料

结合不同多尺度的模拟方法对功能纳米材料和复杂分子体系进行研究,将密度泛函理论、分子力场方法、介观尺度模拟方法等有效的结合起来,用以解决纳米材料和纳米级别的实验现象和机制

2. 材料基因组数据库的建设与应用

通过相关功能纳米材料、能源材料等的数据库的建设,给出材料/分子结构与性能之间的理性关系,并进行理性设计。

3. 功能纳米材料的模拟与设计

模拟和设计不同的功能纳米材料。预测功能纳米材料的的结构,结合量子力学等方法来预测功能纳米材料的不同性能,并进行材料的理性设计。

4. 光电材料、新能源材料的模拟与设计

开发新的方法用于光电材料和新能源材料的模拟与设计。通过结合分子动力学方法和介观动力学方法模拟体相异质结聚合物太阳能电池的微观形貌,从而给出优化电池的重要参数;通过结合不同尺度的方法,直接对光伏电池、染敏电池中各个组件,以及光电性能进行模拟研究和优化设计。

5. 纳米生物材料的模拟与设计

采用分子动力学方法并结合其它模拟手段研究纳米尺度的不同生物材料如聚合物、石墨烯、量子点等。研究纳米生物材料与蛋白、DNA及其它生物体系的相互作用模式,研究纳米生物材料用于肿瘤治疗、药物传递、光热治疗、荧光探针、生物传感的机制以及优化设计。




责任编辑:向丹婷


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