Группа теоретической химии (№24) ИОХ РАН: Difference between revisions

From TheorChemGroup at ZIOC RAS
VisualWikitext
(+ Хадижа Джиблави)
mNo edit summary
 
(72 intermediate revisions by 16 users not shown)
Line 1: Line 1:
В настоящий момент '''Группа теоретической химии''' объединяет сотрудников [https://zioc.ru/institute/laboratories/gruppa-teoreticheskoj-ximii-24 Группы теоретической химии ИОХ РАН] (с которой всё началось), [https://www.dp.ru/a/2023/11/30/v-itmo-otkrilas-laboratorija Лаборатории цифровой химии НИУ ИТМО], а также отдельных сотрудников [https://tulsu.ru/science/nauchno-innovacionnaya-infrastruktura/strukturnye-podrazdeleniya/biohimtehcentr Био-Хим-Тех Центра ТулГУ] и [https://nti.bmstu.ru/ Центра НТИ МГТУ им. Баумана]. Научные проекты в Группе выполняют 9 аспирантов, 68 студентов из Москвы (МГУ, РХТУ, НИУ ВШЭ, МГТУ, РУДН, МФПУ), Тулы (ТулГУ) и Санкт-Петербурга (ИТМО), а также 2 школьника.
Основные направления наших научных исследований и ключевые публикации по ним:
# Моделирование химических процессов: моделирование химических реакций ([http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2025/QO/D5QO00508F OrgChemFront2025], [https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.4c14062 JACS2025], [https://www.tetrahedron-chem.com/article/S2666-951X(24)00054-8/fulltext TetrahedChem2024], [https://doi.org/10.1021/acs.joc.4c00233 JOC2024], [https://doi.org/10.1021/acs.orglett.2c02551 OrgLett2022], [https://doi.org/10.1021/acs.joc.3c01415 JOC2023], [https://doi.org/10.1021/acs.oprd.3c00142 OPRD2023], [https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ejoc.202200547 EJOC2022], [https://doi.org/10.1021/jacs.2c00406 JACS2022], [https://doi.org/10.1021/jacs.1c02249 JACS2021], [https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.0c06294 JACS2020], [http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201706756/abstract ANIE2017]), биологических процессов ([https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jcim.2c01212 JCIM2023], [http://dx.doi.org/10.1021/jacs.6b13243 JACS2017]), фотохимических процессов ([https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/chem.202203949 ChemEur2023], [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0143720822002662 D&P2022], [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0143720818317844 D&P2019]), электрохимических процессов ([https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001346862500670X ElectrochemActa2025], [https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/qo/d4qo01296h OrgChemFront2024]), а также процессов в твёрдом теле ([https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.5c04072 ACSApplMatInt2025], [https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.1c03288 JPCLett2021]).
# Развитие методов теоретической химии. Под методами теоретической химии мы понимаем любые инструменты, используемые в направлении 1: методы теории функционала плотности (DFT), конформационного поиска, автоматизации молекулярного моделирования, а также силовые поля, базисные наборы и т.д. В рамках данного направления мы как тестируем существующие методы ([https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpca.4c07586 JPCA2025], [https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.3c03540 JPCLett2024], [https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.abq3385 Science2022], [https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/cs/d1cs00564b ChemSocRev2021], [https://www.science.org/doi/10.1126/science.aah5975 Science2017]), так и создаём новые ([https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jcim.5c00522 JCIM2025], [https://doi.org/10.1063/5.0255622 JCP2025_1], [https://pubs.aip.org/aip/jcp/article/162/10/104114/3339269/Hamiltonian-replica-exchange-method-REMD-for-ring JCP2025_2], [https://doi.org/10.1021/acs.jcim.3c02040 JCIM2024], [https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jcim.2c01212 JCIM2023], [http://doi.org/10.1016/j.mencom.2017.05.002 MendComm2017]), разрабатываем общие подходы к дизайну новых методов ([https://doi.org/10.1021/acs.jpca.4c05085 JPCA2024] (DFT), [https://wires.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/wcms.1690 WCMS2023] (конф. поиск)) и дорабатываем программные комплексы под наши задачи ([https://doi.org/10.1063/5.0255622 JCP2025_1], [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959943621001188 MendComm2021]).
# Приложение методов искусственного интеллекта к химическим задачам: как к ускорению/уточнению молекулярного  моделирования ([https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jcim.5c00522 JCIM2025], [https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.abq3385 Science2022]), так и к другим задачам, возникающим в ходе химических исследований, как например ретросинтез ([http://chem-predictor.isc-ras.ru/reaction/retro_oli/ наша разработка] в рамках мегагранта ИХР РАН) или корректировка показаний детектора ([https://doi.org/10.1021/acsapm.4c01394 ACSApplPolyMat2024]).
# Моделирование процессов взаимодействия между нейронами; этот класс проектов не имеет прямого отношения к химии и появился из нашего интереса к пониманию процессов мышления и нейроморфным процессорам. В целом, тут есть два поднаправления: создание нейроморфных сетей для проектов направлений 2 и 3, и углубление нашего понимания того, как работает человеческий мозг. В рамках этого направления мы строим модели спайковых нейронных сетей (таких как в мозге) и смотрим на общие закономерности в их работе и обучении.
На данном вики-сайте находятся:
На данном вики-сайте находятся:


* Циклы курсов, разработанных и преподаваемых членами Группы, в том числе:
* Циклы курсов, разработанных и преподаваемых членами Группы, в том числе:
** [[CCC:Курс по моделированию химических процессов Медведева М.Г.|Моделирование химических процессов (автор: Медведев М.Г.)]] ''(в работе);''
** [[CCC:Курс по моделированию химических процессов Медведева М.Г.|Моделирование химических процессов (автор: Медведев М.Г.)]] ''(в работе);''
* [[Заглавная страница|Открытые статьи по полезным в нашей работе инструментам]];
* [[Главная страница лаборатории|Закрытый раздел для сотрудников Группы]].
* [[Главная страница лаборатории|Закрытый раздел для сотрудников Группы]].
* Зеркала мануалов программ:
** [https://theorchem.ru/manuals/lammps/ LAMMPS]


== Наша группа ==
== Наша группа ==
[[File:Group Fock2022.jpg|thumb|386x386px|Делегация Группы на конференции им. В.А. Фока в 2022 году. Слева направо: Игорь Баширов, Юлия Вельмискина, Иван Беспалов, Василий Чалый, Николай Кривощапов, Михаил Медведев, Артём Куницын, Тимофей Лосев (онлайн).]]
[[File:Group Fock2022.jpg|thumb|386x386px|Делегация Группы на конференции им. В.А. Фока в 2022 году. Слева направо: Игорь Баширов, Юлия Вельмискина, Иван Беспалов, Василий Чалый, Николай Кривощапов, Михаил Медведев, Артём Куницын, Тимофей Лосев (онлайн).]]
[[File:Делегация на Фок-2021.jpg|thumb|385x385px|Делегация Группы на конференции им. В.А. Фока в 2021 году. Слева направо: Вадим Малышев, Николай Кривощапов, Михаил Медведев, Игорь Герасимов, Юлия Вельмискина, Василий Чалый, Тимофей Лосев.]]
[[File:Делегация на Фок-2021.jpg|thumb|385x385px|Делегация Группы на конференции им. В.А. Фока в 2021 году. Слева направо: Вадим Малышев, Николай Кривощапов, Михаил Медведев, Игорь Герасимов, Юлия Вельмискина, Василий Чалый, Тимофей Лосев.]]
На настоящий момент в Группе работают два научных сотрудника, два аспиранта, 36 студентов из МГУ, РХТУ, НИУ ВШЭ, МФТИ и ИТМО, а также 1 школьник.
Полный список сотрудников Группы (номера курсов указаны на момент февраля 2026 г.):


Полный список Группы:


* [https://scholar.google.com/citations?user=21gC8T0AAAAJ Медведев Михаил Геннадьевич] - н.с., к.ф.-м.н, ''руководитель Группы''
# [https://scholar.google.com/citations?user=21gC8T0AAAAJ Медведев Михаил Геннадьевич] — РХТУ, к.ф.-м.н, ''рук. гр. в ИОХ РАН, зав. лаб. в ИТМО, руководитель Группы''
* Дмитриенко Артём Олегович - к.х.н., н.с. ИОХ РАН, с.н.с. ХФ МГУ
# Цыкина Ксения Александровна — 1 курс аспирантуры ИОХ, ''помощник руководителя Группы (e-mail: mmg-office@theorchem.ru)''
* [https://scholar.google.com/citations?user=V7IXtj4AAAAJ Малышев Вадим Игоревич] - инж.-иссл., аспирант ИОХ РАН, ''зам. руководителя Группы''
# [https://scholar.google.com/citations?hl=ru&user=c8-kP00AAAAJ Мезенцев Игорь Александрович] — 2 курс аспирантуры МГТУ, ''руководитель филиала Группы в ВШЭ, направления разработки методов цифровой химии''
* [https://scholar.google.com/citations?user=monAx40AAAAJ Кривощапов Николай Владиславович] - инж.-иссл., аспирант ИОХ РАН, ''руководитель подгруппы''
# [https://scholar.google.com/citations?user=yV42RcAAAAAJ&hl=ru Проломов Илья Викторович] — 2 курс аспирантуры РХТУ, ''руководитель направления моделирования химических процессов''
*Вельмискина Юлия Андреевна - 5 курс ВХК РАН, ''куратор проектов''
# Ломаев Данил Дмитриевич — 1 курс магистратуры ВШЭ, ''руководель отделов преподавания и ОИС''
*Тимашев Владимир Игоревич - 5 курс ХФ МГУ, ''руководитель подгруппы''
# Васильева Мария Денисовна — 3 курс бакалавриата ИТМО, ''руководитель филиала Группы в ИТМО''
*Лосев Тимофей Валерьевич - 4 курс ХФ МГУ, ''руководитель подгруппы''
# Вельмискина Юлия Андреевна — 3 курс аспирантуры ИОХ, ''руководитель филиала Группы в ИОХ РАН''
*Чалый Василий Антонович - 4 курс ВХК РАН, ''руководитель подгруппы''
# [https://scholar.google.com/citations?user=gDShBHAAAAAJ&hl=en Панова Мария Вячеславовна] — м.н.с. лаб. Гликохимии (№23) ИОХ РАН, ''личный советник Медведева М. Г.''  
*Мезенцев Игорь Александрович - 4 курс ВХК РАН, ''руководитель подгруппы''
# Рыжов Антон Николаевич — к.х.н.
*Веселов Игорь Александрович - 2 курс ИнфоХим ИТМО, ''руководитель Питерского филиала''
# Ашина Юлия Сергеевна — PhD
*Елисеев Егор Александрович - 6 курс ХФ МГУ
# [https://scholar.google.com/citations?user=bZ2-idwAAAAJ Герасимов Игорь Сергеевич] — MSc, Research Assistant at Budapest University of Technology and Economics
*Куницын Артём Юрьевич - 5 курс ВХК РАН
# [https://scholar.google.com/citations?user=V7IXtj4AAAAJ&hl=ru Малышев Вадим Игоревич] — 6 курс аспирантуры ИОХ
* Цыкина Ксения Александровна - 4 курс ВХК РАН
# [https://scholar.google.com/citations?hl=en&user=monAx40AAAAJ Кривощапов Николай Владиславович] — 4 курс аспирантуры ИОХ
*Проломов Илья Викторович - 4 курс РХТУ
# [https://scholar.google.com/citations?user=sz_Gl5oAAAAJ&hl=ru Алиев Тимур Алекберович] — 4 курс аспирантуры ИТМО
*Бойко Константин Витальевич - 4 курс РХТУ
# Елисеев Егор Александрович — 3 курс аспирантуры МГУ
*Леонов Антон Вячеславович - 3 курс ХФ МГУ
# Куницын Артем Юрьевич — 3 курс аспирантуры ИОХ
*Чабанов Лев Константинович - 3 курс ХФ МГУ
# [https://scholar.google.com/citations?authuser=1&user=yg-vcNsAAAAJ Чалый Василий Антонович] — 2 курс аспирантуры ИОХ
*Кликушин Александр Сергеевич - 3 курс ВХК РАН
# Ильин Егор Александрович — 2 курс аспирантуры МГУ
*Зарипов Данис Уралович - 3 курс ХФ ВШЭ
# [https://scholar.google.com/citations?user=VdwdMTEAAAAJ Лосев Тимофей Валерьевич] — 1 курс аспирантуры ИОХ
* Епифанов Евгений Юрьевич - 3 курс ХФ ВШЭ
# Кликушин Александр Сергеевич — 1 курс аспирантуры ИТМО
*Докин Роман Юрьевич - 3 курс ХФ ВШЭ
# Халыков Руслан Али Искандер оглы — 1 курс аспирантуры ИОХ
* Ярцев Кирилл Владимирович - 3 курс ХФ ВШЭ
# Сурин Артем Александрович — 1 курс аспирантуры ИТМО
*Гареев Руслан Олегович - 2 курс ВМК МГУ
# Артамонов Даниил Владимирович — аспирантура ИТМО
*Баширов Игорь Игоревич - 2 курс ХФ МГУ
# Антропова Ольга Николаевна — 1 курс магистратуры ИТМО
* Беспалов Иван Андреевич - 2 курс ХФ МГУ
# Рубцов Никита Николаевич — 1 курс магистратуры МИФИ
* Быкова Софья Константиновна - 2 курс ВХК РАН
# [https://scholar.google.com/citations?hl=en&user=tre5tzAAAAAJ Носач Егор] — 6 курс специалитета МГУ
*Ломаев Данил Дмитриевич - 2 курс ХФ ВШЭ
# Леонов Антон Вячеславович — 6 курс специалитета МГУ
*Трифонова Елена Николаевна - 2 курс ХФ ВШЭ
# Кручинин Тимофей Вячеславович, — 6 курс специалитета МГУ
*Антропова Ольга Николаевна - 2 курс ХФ ВШЭ
# Беспалов Иван Андреевич — 5 курс специалитета МГУ
*Гениман Степан Павлович - 2 курс ХФ ВШЭ
# Быкова Софья Константиновна — 5 курс специалитета РХТУ
*Кузнецова Александра Олеговна - 2 курс ИнфоХим ИТМО
# Шнайдер Марк Юрьевич — 5 курс специалитета МГУ
*Чаркин Тимофей Андреевич - 1 курс МФТИ
# Остарков Степан Николаевич — 5 курс специалитета МГУ
*Лущеев Семён Ильич - 1 курс ФФХИ МГУ
# Антаньязов Михаил Романович — 4 курс специалитета МГУ
*Антаньязов Михаил Романович - 1 курс ХФ МГУ
# Лущеев Семён Ильич — 4 курс специалитета МГУ
*Салимов Рустам Галымжанович - 1 курс ВХК РАН
# [https://scholar.google.com/citations?hl=ru&user=IA3JfzYAAAAJ Малашкеевич Станислав Михайлович] — 4 курс специалитета МГУ
*Муллагалин Тимур Айдарович - 1 курс ФХ ВШЭ
# Бекмансуров Данис Рашидович — 3 курс специалитета РХТУ
*Тюкина Софья Павловна - 1 курс ФХ ВШЭ
# Овсянникова Юлия Павловна — 2 курс специалитета МГУ
*Авдеенко Марьяна Дмитриевна - 1 курс ХФ ВШЭ
# Василенко Софья Александровна — 4 курс бакалавриата ВШЭ
*Иванов Илья Денисович - 1 курс ИнфоХим ИТМО
# Иванов Илья Денисович — 4 курс бакалавриата ИТМО
*Джиблави Хадижа Билаловна - 1 курс ИнфоХим ИТМО
# Джиблави Хадижа Билаловна — 4 курс бакалавриата ИТМО
*Андреенко Ирина - 10(хим.) класс Лицея 1303
# Тюкина Софья Павловна — 4 курс бакалавриата ВШЭ
# Радченко Максим Евгеньевич — 4 курс бакалавриата ИТМО
# Малашкеевич Ксения Михайловна — 4 курс бакалавриата РХТУ
# Чунихина Алина Александровна — 3 курс бакалавриата РАНХиГС
# Васильев Андрей Владимирович — 3 курс бакалавриата ВШЭ
# Демехин Максим Андреевич — 3 курс бакалавриата ИТМО
# Бетехтин Артём Андреевич — 3 курс бакалавриата ИТМО
# Воробьев Степан Андреевич — 3 курс бакалавриата ИТМО
# Киселёва Софья Алексеевна — 3 курс бакалавриата МПГУ
# Чекавская Юлия Вадимовна — 3 курс бакалавриата МГУ
# Пивоварова Елизавета Алексеевна — 3 курс бакалавриата ВШЭ
# Чепкасова Дарья Алексеевна — 2 курс бакалавриата РХТУ
# Биктимиров Ильдар Альбертович — 2 курс бакалавриата ИТМО
# Жуков Роман Олегович — 2 курс бакалавриата ИТМО
# Андреенко Ирина Владиславовна — 2 курс бакалавриата ВШЭ
# Семакин Григорий Алексеевич — 2 курс бакалавриата ВШЭ
# Волошкин Михаил Андреевич — 2 курс бакалавриата ВШЭ
# Ермолин Данила Владимирович — 1 курс бакалавриата KIT (Germany)
# [https://scholar.google.com/citations?view_op=new_articles&hl=ru&imq=Polina+Novoselova# Новоселова Полина Ильинична] — 1 курс бакалавриата ВШЭ
# Романов Кирилл  — 11 класс МХЛ
# Трифонова Елена Николаевна
# До Хань Линь
# Веселов Игорь Александрович


== Наши открытые онлайн-ресурсы ==
== Наши открытые онлайн-ресурсы ==


* [https://t.me/joinchat/MC9AwMa1oItkZTli TheorChem News] - открытый канал в Телеграме, используемый для важных объявлений, касающихся нашей Группы.
* [[Open: Открытые мануалы|Открытый раздел Вики]]
* [https://t.me/joinchat/MC9AwMa1oItkZTli TheorChem News] - личный канал руководителя Группы - Медведева М.Г. - в Телеграме.
*[https://github.com/TheorChemGroup TheorChem GitHub] - GitHub аккаунт нашей Группы, на котором доступны разработанные нами открытые программные продукты, а также используемый в наших публикациях код.
*[https://github.com/TheorChemGroup TheorChem GitHub] - GitHub аккаунт нашей Группы, на котором доступны разработанные нами открытые программные продукты, а также используемый в наших публикациях код.
*[https://t.me/TheorChemLib TheorChem Library] - открытый канал в Телеграме, в котором мы обмениваемся интересными цитатами из статей и слайдами с конференций.
*[https://t.me/TheorChemLib TheorChem Library] - открытый канал в Телеграме, в котором сотрудники Группы обмениваются интересными цитатами из статей и слайдами с конференций. ([[Организация научной работы#.D0.98.D0.BD.D1.81.D1.82.D1.80.D1.83.D0.BC.D0.B5.D0.BD.D1.82.D1.8B .D0.B4.D0.BB.D1.8F .D1.81.D0.B8.D1.81.D1.82.D0.B5.D0.BC.D0.B0.D1.82.D0.B8.D0.B7.D0.B0.D1.86.D0.B8.D0.B8 .D0.BB.D0.B8.D1.82.D0.B5.D1.80.D0.B0.D1.82.D1.83.D1.80.D1.8B|инструкция по получению доступа к публикации]])
*TheorChem Shiny - shiny-R-сервер нашей Группы, на котором доступны разработанные нами интерактивные веб-приложения. ''(в работе)''
*TheorChem Shiny - shiny-R-сервер нашей Группы, на котором доступны разработанные нами интерактивные веб-приложения. ''(в работе)''
 
 
*[https://t.me/SciTL_Chem Science Thought Library - Chemistry], сокращ. SciTL_Chem - открытая для всех версия Lab24 Library; чтобы получить возможность публиковать в нём посты, смотрите [https://theorchem.ru/wiki/Science_Thought_Library_-_Chemistry вики-страницу SciTL_Chem]. Данный канал является спутником [[Конференц-клуб ИОХ РАН|конференц-]] и книжного клубов ИОХ РАН. В нём публикуются (не сами собой, а нами и вами) интересные слайды с конференций, важные цитаты из книг и статей, а также мысли по ним.
*[https://t.me/SciTL_Chem Science Thought Library - Chemistry], сокращ. SciTL_Chem - открытая для всех версия Lab24 Library; чтобы получить возможность публиковать в нём посты, смотрите [https://theorchem.ru/wiki/Science_Thought_Library_-_Chemistry вики-страницу SciTL_Chem]. Данный канал является спутником [[Конференц-клуб ИОХ РАН|конференц-]] и книжного клубов ИОХ РАН. В нём публикуются (не сами собой, а нами и вами) интересные слайды с конференций, важные цитаты из книг и статей, а также мысли по ним.


== Интервью с руководителем Группы - Медведевым М.Г. (декабрь 2021) ==
== Про нашу работу понятным языком ==
'''― Михаил, поясните, пожалуйста, для начала – что такое "квантовая химия"?'''
 
― Квантовая химия – это попытка использовать квантовую физику для решения химических проблем: например, установить механизм реакции, разобраться в ключевых взаимодействиях и предложить более эффективный катализатор.
 
Квантовохимическое моделирование, в отличие от экспериментальных методов, позволяет "разглядеть", как отдельные молекулы ведут себя в ходе химической реакции. Поэтому можно сказать, что квантовая химия является уникальным в своём роде сверхсильным микроскопом. Результаты анализа реакции с помощью квантовой химии позволяют понять, почему реакция идёт именно так, а не иначе, а также как ускорить её или направить в другом направлении.
 
'''― Получается, если мы можем моделировать реакции – можно отказаться от реальных экспериментов?'''
 
― Не вполне. Как говорится в старой поговорке: «практика без теории – слепа, теория без практики – мертва». Они должны работать в тандеме; и работы нашей Группы это очень красноречиво иллюстрируют. Теорией и практикой вы можете добиться гораздо большего, чем одной только практикой или теорией.
 
'''― Почему же Вы выбрали именно теорию?'''
 
― Я начинал как химик-синтетик, три года (с 10 класса до конца 1 курса) проработал в Лаборатории №13 ИОХ РАН. Однако, я быстро понял, что мне не столько интересно «сварить» определённое вещество, сколько понять, как же так получилось, что образовалось именно оно. Из всех известных мне подходов к изучению механизмов химических реакций, квантовая химия даёт наиболее чёткую картину, поэтому я занялся именно ей.
 
'''― А как Вы решили стать учёным?'''
 
― Мой дед – отец отца – всю жизнь очень интересовался наукой. Он коллекционировал выпуски библиотечки "Квант" и другие научно-популярные советские издания, очень много знал и постоянно мне рассказывал об устройстве мира вокруг.
 
Классе в четвертом по моей инициативе мы с друзьями втроём попытались собрать элемент Вольта из цинковых и медных пластинок прямо после школы. После того, как гальванический элемент, который мы собрали, не заработал должным образом, мы решили его зарядить, засунув для этого в розетку, после чего он заискрил, и мы спешно его оттуда вытащили. Так что точные и прикладные науки мне нравились с самого детства.
 
'''― В Институте органической химии занимаются, в основном, экспериментальной химией, почему же Вы выбрали именно его?'''
 
― Меня пригласили здесь работать, и я очень рад этому. Всё-таки изначально я – химик, и меня интересуют именно свойства химических реакций, а теоретические подходы не являются для меня самоцелью – их я рассматриваю в качестве инструментов.
 
ИОХ является одним из сильнейших химических институтов в мире, здесь каждый год открывают множество интересных химических реакций. Мне, как и химикам-синтетикам, которые эти реакции открывают, интересно, почему молекулы ведут себя именно так, поэтому мы объединяем наши усилия для того, чтобы разобраться в этом вопросе. В 2021 году у нашей Группы вышло 6 публикаций совместно с другими лабораториями ИОХ РАН, так что я думаю, что у нас с ИОХом сложилось взаимовыгодное сотрудничество.
 
'''― Занимаетесь ли Вы чем-то кроме установления механизмов реакций?'''
 
― Да. Вся современная квантовая химия строится на приближениях. От того, какие приближения вы выберете, будет очень сильно зависеть осмысленность результата, который вы получите. Поэтому большим направлением наших исследований является тестирование существующих и разработка новых приближений. Так, например, мы занимаемся разработкой методов теории функционала плотности, базисных наборов, моделей расчёта колебательной энергии, методов конформационного поиска, и это ещё не полный список. Мы хотим сделать разработанные нами методы доступными для других исследователей, поэтому мы внедряем их в существующие программные пакеты теоретической химии, такие как GAMESS-US, MRCC, CP2K, GoodVibes.
 
Таким образом, в нашей работе можно выделить три основных направления: (1) разработка, тестирование и внедрение новых методов молекулярного моделирования, (2) тестирование существующих методов молекулярного моделирования, (3) установление механизмов химических реакций.
 
'''― И эти теория и инструменты действительно работают?'''[[File:BlackRearrangement.png|thumb|300x300px|Определяющее стереохимию продукта переходное состояние перегруппировки Блэка, [http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.7b01296 изученной Медведевым М.Г. в 2017 году] ]]
[[File:TriazoleOpening2.png|thumb|300x300px|Переходное состояние раскрытия литированного азоло[1,2,4]триазинового цикла в присутствии катионов натрия в ТГФ, [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022328X19302487 изученного Медведевым М.Г. в 2019 году]]]
[[File:BisPeroxPES.png|thumb|301x301px|Механизм сборки трициклических пероксидов, [https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.0c06294 установленный Кривощаповым Н.В. и Медведевым М.Г. в 2020 году]]]
[[File:CO2fix.png|thumb|301x301px|Механизм фиксации CO<sub>2</sub> на кобальтовом катализаторе, [https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/qi/d1qi00464f установленный Лисовым А.А. и Медведевым М.Г. в 2021 году]]]
― Конечно! На современном уровне развития квантовой химии и с использованием разработанных нами подходов мы, в большинстве случаев, можем довольно надёжно устанавливать механизмы химических реакций. Так, с 2017 года мной и моими сотрудниками были установлены и опубликованы механизмы 15 химических реакций, четыре из которых представлены справа.
 
Кроме того, после установления механизма химической реакции, мы можем углубить её понимание путём анализа электронной структуры участвующих частиц. Для этого существуют множество моделей, таких как NBO, QTAIM, DORI, NICS - все они позволяют нам понять, какие электронные эффекты приводят к наблюдаемым закономерностям; другими словами: перевести наши наблюдения с “квантового” языка на “химический”.
 
Это, в свою очередь, позволяет расширить наблюдения, сделанные на конкретной реакции, на более широкий круг химических ситуаций, в которых данные электронные эффекты тоже играют важную роль.
 
'''― Выше Вы сказали про разработанные вами подходы. Можете рассказать о них подробнее?'''


― Часто химические реакции воспринимаются как идущие через одно возможное переходное состояние. Это, конечно, отнюдь не так: очень часто реакция протекает через несколько десятков конкурирующих переходных состояний, каждое из которых вносит свой вклад в процесс. Для того, чтобы на самом деле понять химическую реакцию, нам необходимо найти все переходные состояния, через которые она может идти. Для решения этой задаче мной был предложен метод конформационного поиска переходных состояний [10.1016/j.mencom.2017.05.002] (см. ниже); этот подход позволяет применять весь спектр алгоритмов, разработанных для конформационного поиска органических соединений, к анализу конформационного пространства переходных состояний. В настоящий момент данный подход применяется во всех без исключения наших работах и зачастую позволяет находить такие переходные состояния, которые мы бы сами не придумали.
====== На русском языке ======
[[File:Алгоритм конформационного поиска.png|center|thumb|600x600px|[https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0959943617300950 Предложенный алгоритм конформационного поиска переходных состояний]]]
Другой важной проблемой при моделировании химической реакции является выбор метода DFT для расчёта. Методы DFT бывают очень разные, на момент 2015 года считалось, что очень гибкие, обученные на больших базах данных Миннесотские функционалы являются самыми точными и надёжными. Однако, у меня возникло предположение, что они могут быть хороши на системах, похожих на те, на которых обучались, в ущерб точности на всех остальных. Для проверки этого предположения, я решил оценить способность этих функционалов к воспроизведению электронной плотности простых химических систем - атомов и атомных катионов. Оказалось, что Миннесотские функционалы, действительно, очень плохо воспроизводят электронные плотности [10.1126/science.aah5975] (см. ниже). Последовавшие работы подтвердили наши выводы, и на настоящий момент тестирование новых функционалов на воспроизведение электронной плотности де-факто стало стандартом в области DFT.
[[File:Оценка переобученности функционалов DFT.png|center|thumb|500x500px|[http://science.sciencemag.org/content/355/6320/49 Ошибки методов DFT в плотностях атомных систем в зависимости от года их опубликованя]; данные ошибки отражают переобученность функционалов]]


* Интервью Медведева М.Г. в связи с награждением премией Сбера в номинации AI в науке (физический мир), декабрь 2025 [[https://sber-science-award2025.techinsider.ru/ TechInsider]]
* Интервью Медведева М.Г. в октябрьском издании Форбс в 2025 году [[https://www.forbes.ru/special/molodaya_nauka/mihail-medvedev/?&erid=F7NfYUJCUneTTTrUXXoH отдельная страница]; [https://www.forbes.ru/special/molodaya_nauka общий лендинг]]
* Пресс-релиз про наши работы с байесовскими методами [https://zioc.ru/events/news-announcements/pub-43160121 на сайте ИОХ РАН]
* Пресс-релиз по следам форсайт-сессии в НИУ ВШЭ [https://zioc.ru/events/news-announcements/pub-42695608 на сайте ИОХ РАН]
* Пресс-релизы, связанные с публикацией метода дополнения конформационных ансамблей на основании Гауссовских процессов в 2025 году [[https://www.kommersant.ru/doc/7890381 Коммерсантъ], [https://scientificrussia.ru/articles/ucenye-pridumali-kak-nahodit-poterannye-geometrii-molekul Научная Россия]]
* Интервью Медведева М.Г., связанные с проектом "Вычисление функционала плотности (DFT) с помощью нейроморфных сетей" [https://blueskyresearch.ru конкурса BlueSky Research] в 2022 году [[https://inscience.news/ru/article/discussion/11131 InScience], [https://indicator.ru/chemistry-and-materials/neiromorfnye-seti-sostavyat-osnovu-budushikh-raschetnykh-moshnostei-naryadu-s-kvantovymi-kompyuterami.htm Indicator]]
* Интервью аспирантов Группы в декабре 2022 для сайта ИОХ [[https://zioc.ru/events/news-announcements/pub-31553908 В.И. Малышев], [https://zioc.ru/events/news-announcements/pub-31434819 Н.В. Кривощапов]]
* Пресс-релизы, связанные с публикацией [https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.abq3385 комментария в Science в 2022 году] [[https://nauka.tass.ru/nauka/15483995 ТАСС.Наука], [https://habr.com/ru/news/t/683292/ Habr]]
* [[Open: Интервью с руководителем Группы - Медведевым М.Г. (декабрь 2021)|Интервью Медведева М.Г. в 2021 г. при создании Группы в ИОХ РАН]]
* Пресс-релизы, связанные с публикацией [http://science.sciencemag.org/content/355/6320/49 статьи в Science в 2017 году] [[https://nauka.tass.ru/nauka/3923753 ТАСС.Наука], [https://indicator.ru/chemistry-and-materials/pravilnyj-rezultat-iz-nepravilnyh-dannyh.htm Indicator]]


Для упрощения тестирования и разработки новых методов DFT, нами была произведена имплементация библиотеки LibXC, содержащей большинство опубликованных на данный момент функционалов DFT, в программный пакет GAMESS-US, который позволяет выполнять все необходимые для тестирования функционалов расчёты [10.1016/j.mencom.2021.04.008]. Использование этого интерфейса позволяет нам разрабатывать и сразу же тестировать новые функционалы.
====== Press-releases and interviews in English ======


''Беседовали Ирина Пшеничникова и Вадим Малышев''
* Press-releases related to our [https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.abq3385 Comment in Science in 2022] [[https://www.eurekalert.org/news-releases/961844 EurekAlert], [https://phys.org/news/2022-08-scientists-deepmind-ai-good-fractional-charge.html Phys.org], [https://thenextweb.com/news/deepmind-feuds-russian-scientists-over-quantum-ai-research funny interpretation by T. Greene]]
* Press-releases related to our [http://science.sciencemag.org/content/355/6320/49 Article in Science in 2017] [[https://www.eurekalert.org/news-releases/750736 EurekAlert], [https://www.nature.com/articles/s41570-017-0019 NatRevChem], [https://phys.org/news/2017-01-electron-density-discovery-disturbing-trends.html Phys.org], [https://www.chemeurope.com/en/news/161274/density-functional-theory-took-a-wrong-turn-recently.html ChemEurope]]

Latest revision as of 13:45, 10 March 2026

В настоящий момент Группа теоретической химии объединяет сотрудников Группы теоретической химии ИОХ РАН (с которой всё началось), Лаборатории цифровой химии НИУ ИТМО, а также отдельных сотрудников Био-Хим-Тех Центра ТулГУ и Центра НТИ МГТУ им. Баумана. Научные проекты в Группе выполняют 9 аспирантов, 68 студентов из Москвы (МГУ, РХТУ, НИУ ВШЭ, МГТУ, РУДН, МФПУ), Тулы (ТулГУ) и Санкт-Петербурга (ИТМО), а также 2 школьника.

Основные направления наших научных исследований и ключевые публикации по ним:

  1. Моделирование химических процессов: моделирование химических реакций (OrgChemFront2025, JACS2025, TetrahedChem2024, JOC2024, OrgLett2022, JOC2023, OPRD2023, EJOC2022, JACS2022, JACS2021, JACS2020, ANIE2017), биологических процессов (JCIM2023, JACS2017), фотохимических процессов (ChemEur2023, D&P2022, D&P2019), электрохимических процессов (ElectrochemActa2025, OrgChemFront2024), а также процессов в твёрдом теле (ACSApplMatInt2025, JPCLett2021).
  2. Развитие методов теоретической химии. Под методами теоретической химии мы понимаем любые инструменты, используемые в направлении 1: методы теории функционала плотности (DFT), конформационного поиска, автоматизации молекулярного моделирования, а также силовые поля, базисные наборы и т.д. В рамках данного направления мы как тестируем существующие методы (JPCA2025, JPCLett2024, Science2022, ChemSocRev2021, Science2017), так и создаём новые (JCIM2025, JCP2025_1, JCP2025_2, JCIM2024, JCIM2023, MendComm2017), разрабатываем общие подходы к дизайну новых методов (JPCA2024 (DFT), WCMS2023 (конф. поиск)) и дорабатываем программные комплексы под наши задачи (JCP2025_1, MendComm2021).
  3. Приложение методов искусственного интеллекта к химическим задачам: как к ускорению/уточнению молекулярного моделирования (JCIM2025, Science2022), так и к другим задачам, возникающим в ходе химических исследований, как например ретросинтез (наша разработка в рамках мегагранта ИХР РАН) или корректировка показаний детектора (ACSApplPolyMat2024).
  4. Моделирование процессов взаимодействия между нейронами; этот класс проектов не имеет прямого отношения к химии и появился из нашего интереса к пониманию процессов мышления и нейроморфным процессорам. В целом, тут есть два поднаправления: создание нейроморфных сетей для проектов направлений 2 и 3, и углубление нашего понимания того, как работает человеческий мозг. В рамках этого направления мы строим модели спайковых нейронных сетей (таких как в мозге) и смотрим на общие закономерности в их работе и обучении.

На данном вики-сайте находятся:

Наша группа

Делегация Группы на конференции им. В.А. Фока в 2022 году. Слева направо: Игорь Баширов, Юлия Вельмискина, Иван Беспалов, Василий Чалый, Николай Кривощапов, Михаил Медведев, Артём Куницын, Тимофей Лосев (онлайн).
Делегация Группы на конференции им. В.А. Фока в 2021 году. Слева направо: Вадим Малышев, Николай Кривощапов, Михаил Медведев, Игорь Герасимов, Юлия Вельмискина, Василий Чалый, Тимофей Лосев.

Полный список сотрудников Группы (номера курсов указаны на момент февраля 2026 г.):


  1. Медведев Михаил Геннадьевич — РХТУ, к.ф.-м.н, рук. гр. в ИОХ РАН, зав. лаб. в ИТМО, руководитель Группы
  2. Цыкина Ксения Александровна — 1 курс аспирантуры ИОХ, помощник руководителя Группы (e-mail: mmg-office@theorchem.ru)
  3. Мезенцев Игорь Александрович — 2 курс аспирантуры МГТУ, руководитель филиала Группы в ВШЭ, направления разработки методов цифровой химии
  4. Проломов Илья Викторович — 2 курс аспирантуры РХТУ, руководитель направления моделирования химических процессов
  5. Ломаев Данил Дмитриевич — 1 курс магистратуры ВШЭ, руководель отделов преподавания и ОИС
  6. Васильева Мария Денисовна — 3 курс бакалавриата ИТМО, руководитель филиала Группы в ИТМО
  7. Вельмискина Юлия Андреевна — 3 курс аспирантуры ИОХ, руководитель филиала Группы в ИОХ РАН
  8. Панова Мария Вячеславовна — м.н.с. лаб. Гликохимии (№23) ИОХ РАН, личный советник Медведева М. Г.
  9. Рыжов Антон Николаевич — к.х.н.
  10. Ашина Юлия Сергеевна — PhD
  11. Герасимов Игорь Сергеевич — MSc, Research Assistant at Budapest University of Technology and Economics
  12. Малышев Вадим Игоревич — 6 курс аспирантуры ИОХ
  13. Кривощапов Николай Владиславович — 4 курс аспирантуры ИОХ
  14. Алиев Тимур Алекберович — 4 курс аспирантуры ИТМО
  15. Елисеев Егор Александрович — 3 курс аспирантуры МГУ
  16. Куницын Артем Юрьевич — 3 курс аспирантуры ИОХ
  17. Чалый Василий Антонович — 2 курс аспирантуры ИОХ
  18. Ильин Егор Александрович — 2 курс аспирантуры МГУ
  19. Лосев Тимофей Валерьевич — 1 курс аспирантуры ИОХ
  20. Кликушин Александр Сергеевич — 1 курс аспирантуры ИТМО
  21. Халыков Руслан Али Искандер оглы — 1 курс аспирантуры ИОХ
  22. Сурин Артем Александрович — 1 курс аспирантуры ИТМО
  23. Артамонов Даниил Владимирович — аспирантура ИТМО
  24. Антропова Ольга Николаевна — 1 курс магистратуры ИТМО
  25. Рубцов Никита Николаевич — 1 курс магистратуры МИФИ
  26. Носач Егор — 6 курс специалитета МГУ
  27. Леонов Антон Вячеславович — 6 курс специалитета МГУ
  28. Кручинин Тимофей Вячеславович, — 6 курс специалитета МГУ
  29. Беспалов Иван Андреевич — 5 курс специалитета МГУ
  30. Быкова Софья Константиновна — 5 курс специалитета РХТУ
  31. Шнайдер Марк Юрьевич — 5 курс специалитета МГУ
  32. Остарков Степан Николаевич — 5 курс специалитета МГУ
  33. Антаньязов Михаил Романович — 4 курс специалитета МГУ
  34. Лущеев Семён Ильич — 4 курс специалитета МГУ
  35. Малашкеевич Станислав Михайлович — 4 курс специалитета МГУ
  36. Бекмансуров Данис Рашидович — 3 курс специалитета РХТУ
  37. Овсянникова Юлия Павловна — 2 курс специалитета МГУ
  38. Василенко Софья Александровна — 4 курс бакалавриата ВШЭ
  39. Иванов Илья Денисович — 4 курс бакалавриата ИТМО
  40. Джиблави Хадижа Билаловна — 4 курс бакалавриата ИТМО
  41. Тюкина Софья Павловна — 4 курс бакалавриата ВШЭ
  42. Радченко Максим Евгеньевич — 4 курс бакалавриата ИТМО
  43. Малашкеевич Ксения Михайловна — 4 курс бакалавриата РХТУ
  44. Чунихина Алина Александровна — 3 курс бакалавриата РАНХиГС
  45. Васильев Андрей Владимирович — 3 курс бакалавриата ВШЭ
  46. Демехин Максим Андреевич — 3 курс бакалавриата ИТМО
  47. Бетехтин Артём Андреевич — 3 курс бакалавриата ИТМО
  48. Воробьев Степан Андреевич — 3 курс бакалавриата ИТМО
  49. Киселёва Софья Алексеевна — 3 курс бакалавриата МПГУ
  50. Чекавская Юлия Вадимовна — 3 курс бакалавриата МГУ
  51. Пивоварова Елизавета Алексеевна — 3 курс бакалавриата ВШЭ
  52. Чепкасова Дарья Алексеевна — 2 курс бакалавриата РХТУ
  53. Биктимиров Ильдар Альбертович — 2 курс бакалавриата ИТМО
  54. Жуков Роман Олегович — 2 курс бакалавриата ИТМО
  55. Андреенко Ирина Владиславовна — 2 курс бакалавриата ВШЭ
  56. Семакин Григорий Алексеевич — 2 курс бакалавриата ВШЭ
  57. Волошкин Михаил Андреевич — 2 курс бакалавриата ВШЭ
  58. Ермолин Данила Владимирович — 1 курс бакалавриата KIT (Germany)
  59. Новоселова Полина Ильинична — 1 курс бакалавриата ВШЭ
  60. Романов Кирилл — 11 класс МХЛ
  61. Трифонова Елена Николаевна
  62. До Хань Линь
  63. Веселов Игорь Александрович

Наши открытые онлайн-ресурсы

  • Открытый раздел Вики
  • TheorChem News - личный канал руководителя Группы - Медведева М.Г. - в Телеграме.
  • TheorChem GitHub - GitHub аккаунт нашей Группы, на котором доступны разработанные нами открытые программные продукты, а также используемый в наших публикациях код.
  • TheorChem Library - открытый канал в Телеграме, в котором сотрудники Группы обмениваются интересными цитатами из статей и слайдами с конференций. (инструкция по получению доступа к публикации)
  • TheorChem Shiny - shiny-R-сервер нашей Группы, на котором доступны разработанные нами интерактивные веб-приложения. (в работе)
  • Science Thought Library - Chemistry, сокращ. SciTL_Chem - открытая для всех версия Lab24 Library; чтобы получить возможность публиковать в нём посты, смотрите вики-страницу SciTL_Chem. Данный канал является спутником конференц- и книжного клубов ИОХ РАН. В нём публикуются (не сами собой, а нами и вами) интересные слайды с конференций, важные цитаты из книг и статей, а также мысли по ним.

Про нашу работу понятным языком

На русском языке
Press-releases and interviews in English
Retrieved from "https://theorchem.ru/mediawiki/index.php?title=Группа_теоретической_химии_(№24)_ИОХ_РАН&oldid=3442"