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    中安在線   2022-11-24 09:43:25   來源:安徽日報    作者:   編輯:焦明仁

      在門外漢眼里,化學總是和五彩斑斕的瓶瓶罐罐打交道,看到“理論與計算化學”這個名詞就感覺要翻開一部深奧的“天書”。而這正是中國科學院院士、中國科學技術大學副校長楊金龍長期從事的教學和研究領域。

      楊金龍院士一直致力于理論和計算化學領域的研究。

      “化學是研究物質變化的一門科學,主要目的是創造物質和控制物質的轉化。物質的轉化有其內在的規律,這些規律就是理論化學的研究內容。由于物質世界豐富而復雜,僅僅依靠解析表達遠遠不夠,因此就要運用到數學運算,與計算科學相結合,這就是計算化學?!睏罱瘕堄脺\顯的話語解釋道,“總之,理論與計算化學是化學的一個基礎學科,主要提供理論預測和實驗解釋?!?/p>

      中國科大單分子科學團隊是國際上著名的單分子團隊,楊金龍是團隊的領頭人之一。這個研究微觀世界的舞臺,恰是楊金龍“起家”的地方。

      楊金龍院士在實驗室利用超高真空低溫掃描隧道顯微鏡觀察分子結構。

      2001年,“拍攝”能夠分辨碳60化學鍵的單分子圖像,世界首次成功直接觀察到分子的內部結構;2005年,對吸附于金屬表面的鈷酞菁分子進行“單分子手術”,世界首次實現單分子自旋態控制;2013年,將具有化學識別能力的空間成像分辨率提高到0.5納米,世界首次實現亞納米分辨的單分子光學拉曼成像……20多年來,楊金龍與同事合作,在單分子科學領域不斷取得重大突破,成果多次入選兩院院士評選的年度“中國十大科技進展”。

      楊金龍院士在中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心與研究生交流探討實驗數據。

      “集成電路的器件如今已經做到了幾個納米的尺度,但站在量子力學的角度,這些器件最終極限是單個分子甚至單個原子。20多年來,我們在單分子器件研究領域一直處于世界前沿,得出很多新的工作原理、新的功能器件?!睏罱瘕堈f,希望將來某一天,集成電路中的器件真能夠達到單個分子、單個原子層次。

      楊金龍院士為學生講解密度泛函理論的優點和缺點。

      2021年5月,習近平總書記在兩院院士大會和中國科協第十次全國代表大會上,提到近年來我國在戰略高技術領域取得的10項新跨越,其中包括“神威·太湖之光”超級計算機首次實現千萬核心并行第一性原理計算模擬。楊金龍課題組是這項重大研究成果的主要完成者。

      楊金龍院士扎根實驗室,全神貫注地攻克科研難題。

      “神威·太湖之光”超級計算機系統是我國也是世界第一臺理論浮點計算能力達到10億億次量級的超級計算機系統?!昂玫挠布由虾玫能浖?,才能做出好的科研。我們把自主研發的軟件,有效應用到全世界最好的計算機上?!睏罱瘕堈f,中國科大理論與計算化學的低標度理論算法與國產高性能并行計算軟硬件的優勢結合,讓“太湖之光”充分發揮出強大的計算能力。

      楊金龍院士在理論與計算化學實驗室。

      大學本科專業物理學,在單分子化學領域取得系列重大成果,如今楊金龍又邁進了計算科學的殿堂?!翱茖W研究的重大突破,大都發生在學科交叉前沿。從物理到化學,再到計算機,這是我的成長軌跡?!睏罱瘕堈f,物理和數學教會我們邏輯思維能力,化學解決社會經濟中的實際問題,計算機則是減少繁重勞動的重要工具。他鼓勵學生開展跨學科研究,招收的學生有的具有物理、化學的底子,有的具有計算機的基礎,有的還拿到了雙學位。

      漫步眼鏡湖,楊金龍院士與學生們交流科研心得體會。

      “中國的發展離不開科技創新,年青一代的科技工作者大有所為。希望他們在學科交叉前沿、在源頭創新領域,取得更多更大突破!”楊金龍對學生寄予厚望。

      院士名片

      楊金龍,1966年1月生于江蘇鹽城,物理化學家,中國科學院院士,中國科學技術大學副校長。

      長期從事理論與計算化學的教學和研究工作。一直致力于發展與應用第一性原理計算方法與模型研究小分子、原子團簇、固體表面與界面和納米體系的結構和性質,注重與實驗結合開展研究。已發表學術研究論文500余篇,論文被他引2萬余次。曾獲國家杰出青年科學基金資助,擔任國家自然科學基金委員會創新研究群體負責人和國家重點研發計劃項目首席科學家。

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