分子材料模拟与药物设计

1 新型催化剂活性位点预测

结合DFT计算与机器学习势函数，扫描过渡金属d带中心位置及配体场分裂能，构建活性描述符数据库。通过Bader电荷分析和COHP键级计算，识别最优电子结构配置（如Pt(111)台阶位点）。应用于燃料电池阴极催化剂、均相有机催化体系设计。

2 药物分子-靶标蛋白结合自由能计算

采用分子力学泊松-玻尔兹曼表面积(MM/PBSA)与热力学积分(TI)方法，计算结合能ΔGbind。通过全原子分子动力学(>100ns)模拟诱导契合效应，结合水合网络分析优化氢键匹配。服务于激酶抑制剂、GPCR调节剂开发等。

3 材料光电性质模拟

运用杂化泛函(HSE06)修正带隙问题，结合GW近似计算准粒子效应，预测吸收光谱与载流子迁移率。通过激子结合能评估钙钛矿太阳能电池缺陷容忍度，模拟掺杂对TiO2光催化活性的影响。计算结果可直接指导实验合成参数（如退火温度、掺杂浓度）。

4 纳米材料表面吸附机制解析

采用周期性边界条件模型，计算CO、O2等分子在Au/CeO2等界面的吸附构型与吸附能(Eads)。通过电荷密度差分图揭示电子转移方向，结合过渡态搜索模拟表面扩散路径。应用于传感器敏感层设计、工业催化剂载体筛选，可预测材料在真实反应环境中的抗中毒能力。

5 高通量虚拟筛选

建立百万级分子库的自动化计算流程，结合分子对接(Glide/DOCK)与QSAR模型预筛选。