近日，第九屆中國(guó)化學(xué)會(huì)唐敖慶理論化學(xué)青年獎(jiǎng)評(píng)審結(jié)果出爐。基于在分塊量子化學(xué)方法和高精度密度泛函領(lǐng)域的突出學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)，我校化學(xué)與分子工程學(xué)院青年學(xué)者何曉研究員獲此殊榮。據(jù)悉，該獎(jiǎng)項(xiàng)將于2020年的中國(guó)化學(xué)會(huì)年會(huì)上頒發(fā)。
何曉研究員
唐敖慶理論化學(xué)青年獎(jiǎng)授予在理論化學(xué)研究中做出杰出貢獻(xiàn)且年齡在40歲以下的青年學(xué)者，每年評(píng)審一次，至今評(píng)選了九屆。九年來，全國(guó)共有14位青年學(xué)者獲獎(jiǎng)。今年，有2位青年學(xué)者獲此殊榮，均來自上海高校。
何曉研究員近年來圍繞理論化學(xué)“算得更準(zhǔn)”和“算得更大”的核心科學(xué)問題，主要致力于分塊量子化學(xué)方法和高精度密度泛函的發(fā)展與應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上開展了系列的應(yīng)用研究并取得了系列創(chuàng)新性成果：第一，通過發(fā)展精確的大分子區(qū)域化分塊量子化學(xué)方法，引入量子多體相互作用和環(huán)境極化效應(yīng)將大分子的量子總能量計(jì)算降為線性標(biāo)度，并且與全體系的計(jì)算結(jié)果高度吻合；率先將分塊量子化學(xué)方法應(yīng)用于周期性體系的紅外、拉曼光譜和生物大分子的核磁共振波譜（NMR）的模擬，開發(fā)了基于第一性原理計(jì)算生物大分子核磁共振波譜的AF-NMR軟件，并被諸多實(shí)驗(yàn)課題組廣泛使用，何曉研究員提出的分塊量子化學(xué)方法可以很容易的實(shí)現(xiàn)大規(guī)模并行計(jì)算，并且計(jì)算不受體系大小的限制，可以適用于包含幾十萬個(gè)原子體系的第一性原理計(jì)算，突破了傳統(tǒng)量子化學(xué)方法的局限。第二，將分塊量子化學(xué)方法與分子動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)合，首先實(shí)現(xiàn)了在耦合簇理論水平上的復(fù)雜大分子體系的從頭算分子動(dòng)力學(xué)模擬，精確給出了液態(tài)水和鹽溶液內(nèi)分子間的動(dòng)態(tài)氫鍵作用網(wǎng)絡(luò)和微觀結(jié)構(gòu)，首次驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)上提出的液態(tài)水中水分子以超低配位數(shù)的環(huán)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)與四面體結(jié)構(gòu)并存的混合狀態(tài)存在形式，顛覆了液態(tài)水以水分子構(gòu)建的四面體結(jié)構(gòu)存在為主的傳統(tǒng)觀念。第三，提出了新的可同時(shí)適用于化學(xué)和凝聚態(tài)物理體系的高精度局域密度泛函revM06-L和MN15-L（ESI 1%高被引論文），和適用于含主族元素和過渡金屬等分子體系精確計(jì)算的全局雜化泛函revM06和MN15（ESI 1%高被引論文），這些新的密度泛函已被諸多研究小組廣泛使用。上述工作為定量研究復(fù)雜大分子體系的新穎量子性質(zhì)、水溶液中分子間相互作用動(dòng)力學(xué)的量子機(jī)制，以及精確預(yù)測(cè)大分子和材料體系的性質(zhì)提供了高效而精確的理論新工具。
何曉研究員研究工作示意圖
何曉研究員
何曉研究員近五年來在Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.，Acc. Chem. Res.，J. Am. Chem. Soc.，Chem. Sci.，NPJ Quantum Materials，J. Phys. Chem. Lett.，J. Chem. Theory Comput.等重要學(xué)術(shù)雜志發(fā)表SCI論文55篇。發(fā)表文章總被引2000余次，2篇文章入選“ESI 1%高被引論文”。發(fā)展的局域泛函revM06-L和全局雜化泛函revM06已經(jīng)收錄于Q-Chem軟件中；開發(fā)的基于分塊量子化學(xué)的核磁共振波譜模擬程序AF-NMR已經(jīng)收錄于國(guó)際知名的NMR波譜計(jì)算軟件SHIFTS中并被美國(guó)科學(xué)院院士Angela Gronenborn和Peter Wright教授等多個(gè)課題組使用；參與開發(fā)的MN15-L和MN15泛函方法也被收錄于Gaussian16，Q-Chem，ADF，Jaguar和PSI4等國(guó)際知名量子化學(xué)軟件中，這些方法已經(jīng)被包括美國(guó)科學(xué)院院士Martin Head-Gordon和Sharon Hammes-Schiffer教授等多個(gè)研究小組使用。基于以上學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)，何曉研究員于2019年獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年基金的資助，入選了上海市青年拔尖人才和上海市普陀區(qū)青年英才等人才計(jì)劃支持。
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圖｜呂安琪 化學(xué)與分子工程學(xué)院 文、來源｜化學(xué)與分子工程學(xué)院 編輯｜吳詩 編審｜郭文君
