计算化学与材料

课程编码：085600M05008T 英文名称：Computational Chemistry and Materials Science 课时：32 学分：2.00 课程属性：专业普及课 主讲教师：刘建军

本课程主要介绍理论与计算化学、计算材料学的基本原理与方法，结合化学与材料计算中的典型案例，学习第一性原理计算应用、分子动力学模拟、相场模拟、有限元模拟、以及迅速发展的人工智能研究方法等，为分子与材料设计奠定基础。

量子力学，物质结构

第一章 计算化学与材料概述 3学时 刘建军
第1节 计算化学概述
第2节 计算材料概述
第3节 材料基因工程与人工智能概述
第二章 第一性原理计算原理 3学时 刘建军
第1节 量子化学基础理论
第2节 第一性原理计算材料科学理论
第3节 第一性原理计算应用
第三章 第一性原理计算化学 4学时 刘建军
第1节 第一性原理计算化学方法
第2节 第一性原理计算化学方法应用（一）
第3节 第一性原理计算化学方法应用（二）
第4节 第一性原理计算化学方法应用（三）
第四章 第一性原理计算材料 6学时 刘建军
第1节 第一性原理计算材料科学方法
第2节 第一性原理计算材料科学方法应用（一）
第3节 第一性原理计算材料科学方法应用（二）
第4节 第一性原理计算材料科学方法应用（三）
第5节 第一性原理计算材料科学方法应用（四）
第6节 第一性原理计算材料科学方法应用（五）
第五章 分子动力学模拟计算化学与材料 4学时 刘建军
第1节 分子动力学基本理论与方法
第2节 分子动力学基本理论与方法应用（一）
第3节 分子动力学基本理论与方法应用（二）
第4节 分子动力学基本理论与方法应用（三）
第七章 介观尺度相场计算 2学时 刘建军
第1节 介观尺度相场计算基本理论
第2节 介观尺度相场计算基本理论与应用
第八章 宏观有限元模拟计算 2学时 刘建军
第1节 宏观有限元模拟理论与方法
第2节 宏观有限元模拟理论与方法与应用
第九章 机器学习在化学与材料中应用 2学时 刘建军
第1节 机器学习方法在化学中应用
第2节 机器学习方法在材料中应用
第十章 计算化学与材料案例分析 4学时 刘建军
第1节 计算化学应用案例分析
第2节 计算材料应用案例分析
第十一章 期末考试 2学时 刘建军
第1节 期末考试

刘建军，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员，博士生导师，中科院杰出人才（2012）与上海市优秀学术带头人计划（2020）获得者。2002年博士毕业于吉林大学理论化学研究所，2002年在德国马普所做访问学者，2003年1月赴美国Emory埃莫瑞大学的科学计算中心从事博士后研究工作，2005年后在美国南伊利诺伊大学做助理科学家，2012年开始在中国科学院上海硅酸盐研究所工作。主要发展先进计算电化学方法，并计算筛选设计新型电化学储能材料，开展材料结构设计与性能优化计算与实验研究。在Nature Commun, Chem, J Am Chem Soc, Angew Chem Int Ed, Adv Mater, Energy Environ Sci 等发表论文百余篇。应邀为Springer等出版社撰写4部英文书籍章节，担任2部英文书籍主编。承担国家科技部重点研发项目、国家自然科学基金委重点与面上项目、上海市科委重点项目等。