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理論計算於材料科學之應用 CSLT 《化學》第七十八卷第二期已出刊
 
更新日期: : 2020-07-14 12:35:58
 
理論計算於材料科學之應用 CSLT 《化學》第七十八卷第二期已出刊

 

《化學》季刊第七十八卷第二期的主題為《理論計算於材料科學之應用》,本期客座編輯為陳欣聰教授(中原大學化學系)。此次專題邀請數位專家學者,針對理論計算於材料科學應用,撰寫回顧性研究文章。

歡迎前往華藝線上圖書館《化學》季刊瀏覽本期各篇文章(http://dx.doi.org/10.6623/chem)。CSLT中國化學會會員可免費下載每篇文章電子檔,敬請多加利用。如需服務,請與《化學》編輯部詹小姐聯繫 (csltchemistry@gmail.com)。

廿一世紀來高速運算電腦及有效率的理論計算方法的發展,計算科學已逐漸成為各種研究領域中不可或缺的重要方法之一。對現今的化學家而言,電腦的重要性不下於實驗室中的燒杯試管,透過電腦模型可以觀察化學反應的微觀現象,理論計算的結果可與真實的實驗數據相互佐證,有助於我們更了解原子及分子尺度的微小世界。計算科學領域的快速發展使得科學家們可以利用理論計算方法來探究物質微觀的世界,透過理論計算方法應用在尖端材料科技、能源科技、催化劑或甚至藥物的開發,將是未來極為有力的工具。本期將報導近期國內外學者在理論計算於材料科學應用上之文獻,以下為本期收錄文章之簡介:

<如何將量子化學計算應用於電催化反應>,該篇回顧文章由成功大學化學系鄭沐政教授團隊所執筆,本期邀請鄭教授分享近年來量子化學計算應用於電催化反應上的研究,引領讀者了解計算氫電極用於模擬電催化反應的基礎理論,並介紹此模型於產氫反應、二氧化碳還原反應、析氧反應與氧氣還原反應上的應用。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202006_78(2).002

<摻雜石墨烯的蛻變:理論計算在對電極材料的設計與分析>,由台灣科技大學化學工程系江志強教授執筆,江教授以理論計算在對尖端材料的設計與分析上有傑出之研究成果,本期特別邀請江教授就理論計算對於摻雜石墨烯的種類、物理、化學性質如何改變,和它們於對電極上的應用,做回顧性報導。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202006_78(2).006

<以機器學習方法預測分子熔點的應用範例>,該篇文章由臺灣師範大學化學系蔡明剛教授所執筆,蔡教授以Reaxys 資料庫中的數萬筆有機分子作為熔點樣本數據集,使用PaDEL 分子描述符進行聚類和機器學習分析來預測有機分子的熔點,並以XGboost 非線性回歸模型確定了分子結構中的極化作用力、分散力、分子構型對稱性等因子,與該分子的熔點相關性,成功的展示定量結構活性關係結合機器學習方法,可在大量化學分子資料分析上扮演快速且有效的角色。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202006_78(2).008

<以理論計算探討甲酸在鈀金屬團簇上電氧化反應及脫氫步驟對反應選擇性之影響>,該篇文章由中原大學化學系吳亘曜博士所執筆,吳博士在研究石墨烯支撐的金屬團簇於電催化反應上有深入的研究及相關文獻發表,本期邀請吳博士分享以理論計算來探討石墨烯支撐的鈀金屬團簇對於甲酸電催化形成二氧化碳的反應機構之研究。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202006_78(2).007

<利用密度泛函理論計算探討二氧化碳還原反應在金銅合金之催化效果>,該篇文章由國立師範大學化學系王禎翰教授所執筆,王教授有系統地利用DFT 計算研究了CO2 還原反應在銅、金與它們的合金的催化劑上,計算結果發現關鍵中間產物的吸附能受電子,結構和集體整體效應的控制,除此之外,作者亦計算反應吉布士自由能的變化來探討二氧化碳還原的反應機理,並為設計最優化的催化劑提供了有用的信息。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202006_78(2).005

<以理論計算探討一氧化碳分子於Au_1/ZrO_2(111)材料上的氧化反應>,由中國文化大學化學工程與材料工程學系張鈞智教授所執筆,張教授利用DFT 理論模擬了CO 在Au/ZrO2 表面的氧化反應機構,計算結果發現到CO 氧化在Au 及ZrO2 組成的系統內有相當好的反應性。使用含空缺Au/ZrO2 表面也能夠有效的解決Au 與ZrO2 過於惰性的現象,表面的Zr 會因為Au 的吸附而被活化,達到整體反應性的提升。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202006_78(2).003

<第一原理探討乙醛分子於氧化鋅團簇[(ZnO)_(12)]上的縮合反應機構>,由逢甲大學材料科學與工程學系葉丞豪教授所執筆,葉教授以第一原理計算探討乙醛在 (ZnO)12 團簇上的轉換反應機構,除此之外亦在計算中考量凡德瓦力的效應,計算結果預測氧化鋅奈米粒子對於催化乙醛透過Aldol 縮合反應轉變為3-hydroxybutanal 有著不錯的催化活性。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202006_78(2).004

最後,本期化學新知專欄特邀中央研究院化學研究所陳榮傑博士,針對<瑞德西韋藥物相關緣由以及化學有機合成資訊>撰寫一篇專欄文章。自2019 年12 月起,武漢肺炎 (COVID-19、新冠肺炎) 疫情亦漸嚴峻,陳博士及其團隊成功地在兩周時間內成功地合成出「公克級」的瑞德西韋藥物,為台灣甚至全球的抗疫帶來明亮曙光。
http://dx.doi.org/10.6623/ chem.202006_78(2).001

歡迎讀者踴躍閱讀本期《化學》!



 

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