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

From TheorChemGroup at ZIOC RAS
VisualWikitext
(+ Гранцев)
(Добавил ссылку на наш клон мануала по LAMMPS на главную страницу)
 
(48 intermediate revisions by 12 users not shown)
Line 1: Line 1:
В настоящий момент в Группе работают 4 научных сотрудника, 10 аспирантов, 68 студентов из Москвы (МГУ, РХТУ, НИУ ВШЭ, МГТУ, РУДН, МФПУ), Тулы (ТулГУ), Санкт-Петербурга (ИТМО).
Основные направления наших научных исследований и ключевые публикации по ним:
# Моделирование химических процессов; туда входит моделирование химических реакций ([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]), и процессов в кристаллах.
# Развитие методов теоретической химии; туда входит как тестирование существующих методов ([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], [http://science.sciencemag.org/content/355/6320/49 Science2017]), так и создание новых ([https://wires.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/wcms.1690 WCMS2023], [https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jcim.2c01212 JCIM2023], [http://doi.org/10.1016/j.mencom.2017.05.002 MendComm2017]), и доработка квантовохимических кодов под наши задачи ([https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959943621001188 MendComm2021]). Под методами теоретической химии мы понимаем любые инструменты, используемые в направлении 1: методы DFT, силовые поля, базисные наборы, методы конформационного поиска, и т.д.
# Приложение методов искусственного интеллекта к химическим задачам; тут в целом речь не обязательно про моделирование (хотя и про него тоже [https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.abq3385 Science2022]), но и про автоматизированный анализ спектров, или системы автоматического анализа экспериментальных результатов, ускоряющих процесс оптимизации реакций.
# 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; такое же моделирование, но не в химии.
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]].
* Мануалы 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, 37 студентов из МГУ, РХТУ, НИУ ВШЭ, МФТИ и ИТМО, а также 1 школьник.
Полный список сотрудников Группы (номера курсов указаны на момент сентября 2024 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] - с.н.с., к.ф.-м.н, ''руководитель Группы''
* Дмитриенко Артём Олегович - к.х.н., н.с. ИОХ РАН, с.н.с. ХФ МГУ
#[https://scholar.google.com/citations?user=V7IXtj4AAAAJ Малышев Вадим Игоревич] - инж.-иссл., аспирант ИОХ РАН, ''зам. руководителя Группы''
* [https://scholar.google.com/citations?user=V7IXtj4AAAAJ Малышев Вадим Игоревич] - инж.-иссл., аспирант ИОХ РАН, ''зам. руководителя Группы''
# Дмитриенко Артём Олегович - к.х.н., с.н.с. ХФ МГУ
* [https://scholar.google.com/citations?user=monAx40AAAAJ Кривощапов Николай Владиславович] - инж.-иссл., аспирант ИОХ РАН, ''руководитель подгруппы''
#[https://scholar.google.com/citations?user=AyI0x_gAAAAJ Цветков Владимир Борисович] - к.х.н., с.н.с. ИНХС РАН
*Вельмискина Юлия Андреевна - 5 курс ВХК РАН, ''куратор проектов''
#Рыжов Антон Николаевич - к.х.н., м.н.с. ИОХ РАН
*Тимашев Владимир Игоревич - 5 курс ХФ МГУ, ''руководитель подгруппы''
#[https://scholar.google.com/citations?user=monAx40AAAAJ Кривощапов Николай Владиславович] - инж.-иссл., аспирант ИОХ РАН, ''руководитель подгруппы''
*Лосев Тимофей Валерьевич - 4 курс ХФ МГУ, ''руководитель подгруппы''
#Вельмискина Юлия Андреевна - инж.-иссл., аспирант ИОХ РАН, ''руководитель подгруппы''
*Чалый Василий Антонович - 4 курс ВХК РАН, ''руководитель подгруппы''
#[https://scholar.google.com/citations?user=yg-vcNsAAAAJ&hl=ru&authuser=1 Чалый Василий Антонович] - лаборант, аспирант ИОХ РАН, ''руководитель подгруппы''
*Мезенцев Игорь Александрович - 4 курс ВХК РАН, ''руководитель подгруппы''
#Куницын Артём Юрьевич - инж.-иссл., аспирант ИОХ РАН
*Веселов Игорь Александрович - 2 курс ИнфоХим ИТМО, ''руководитель Питерского филиала''
#Мезенцев Игорь Александрович - лаборант, аспирант МГТУ, ''руководитель подгруппы''
*Елисеев Егор Александрович - 6 курс ХФ МГУ
#Злобин Иван Сергеевич - аспирант МГТУ
*Гранцев Михаил Анатольевич - 6 курс МИЭМ (НИУ ВШЭ)
#Проломов Илья Викторович - лаборант, аспирант РХТУ
*Куницын Артём Юрьевич - 5 курс ВХК РАН
#Елисеев Егор Александрович - аспирант МГУ
* Цыкина Ксения Александровна - 4 курс ВХК РАН
#Ильин Егор Александрович - аспирант МГУ
*Проломов Илья Викторович - 4 курс РХТУ
#[https://scholar.google.com/citations?user=bZ2-idwAAAAJ Герасимов Игорь Сергеевич] - MSc, Research Assistant at Budapest University of Technology and Economics
*Бойко Константин Витальевич - 4 курс РХТУ
#Тимашев Владимир Игоревич - 6 курс ХФ МГУ, ''руководитель подгруппы''
*Леонов Антон Вячеславович - 3 курс ХФ МГУ
#Лосев Тимофей Валерьевич - 6 курс ХФ МГУ, ''руководитель подгруппы''
*Чабанов Лев Константинович - 3 курс ХФ МГУ
#Халыков Руслан Али Искандер оглы - 6 курс ХФ МГУ
*Кликушин Александр Сергеевич - 3 курс ВХК РАН
#Вергун Сергей Сергеевич - 6 курс ХФ МГУ
*Зарипов Данис Уралович - 3 курс ХФ ВШЭ
#Кротков Никита Алексеевич - 6 курс ИнфоХим ИТМО
* Епифанов Евгений Юрьевич - 3 курс ХФ ВШЭ
#Ермолин Данила Владимирович - 6 курс ИнфоХим ИТМО
*Докин Роман Юрьевич - 3 курс ХФ ВШЭ
#Ашина Юлия Сергеевна - 2 курс магистратуры ИнфоХим ИТМО, постдокторантура СПбГУ
* Ярцев Кирилл Владимирович - 3 курс ХФ ВШЭ
#Исакова Анастасия Михайловна - 2 курс магистратуры ИнфоХим ИТМО
*Гареев Руслан Олегович - 2 курс ВМК МГУ
#Артамонов Даниил Владимирович - 1 курс магистратуры ИнфоХим ИТМО, ''руководитель подгруппы''
*Баширов Игорь Игоревич - 2 курс ХФ МГУ
#Зарипов Данис Уралович - 1 курс магистратуры AI Talent Hub ИТМО
* Беспалов Иван Андреевич - 2 курс ХФ МГУ
#Епифанов Евгений Юрьевич - 1 курс магистратуры ИСИЭЗ ВШЭ
* Быкова Софья Константиновна - 2 курс ВХК РАН
#Леонов Антон Вячеславович - 5 курс ХФ МГУ, ''руководитель подгруппы''
*Ломаев Данил Дмитриевич - 2 курс ХФ ВШЭ
#Кручинин Тимофей Вячеславович - 5 курс ХФ МГУ
*Трифонова Елена Николаевна - 2 курс ХФ ВШЭ
#Кликушин Александр Сергеевич - 5 курс ВХК РАН
*Антропова Ольга Николаевна - 2 курс ХФ ВШЭ
#Попов Всеволод Олегович - 5 курс ВХК РАН
*Гениман Степан Павлович - 2 курс ХФ ВШЭ
#Баширов Игорь Игоревич - 4 курс ХФ МГУ
*Кузнецова Александра Олеговна - 2 курс ИнфоХим ИТМО
# Беспалов Иван Андреевич - 4 курс ХФ МГУ
*Чаркин Тимофей Андреевич - 1 курс МФТИ
#Шнайдер Марк Юрьевич - 4 курс ХФ МГУ
*Лущеев Семён Ильич - 1 курс ФФХИ МГУ
#Долотказин Магди Сергеевич - 4 курс ХФ МГУ
*Антаньязов Михаил Романович - 1 курс ХФ МГУ
#Гареев Руслан Олегович - 4 курс ВМК МГУ
*Салимов Рустам Галымжанович - 1 курс ВХК РАН
#Быкова Софья Константиновна - 4 курс ВХК РАН
*Муллагалин Тимур Айдарович - 1 курс ФХ ВШЭ
#Трифонова Елена Николаевна - 4 курс ХФ ВШЭ
*Тюкина Софья Павловна - 1 курс ФХ ВШЭ
#Антропова Ольга Николаевна -4 курс ХФ ВШЭ
*Авдеенко Марьяна Дмитриевна - 1 курс ХФ ВШЭ
#Хань Линь До - 4 курс ХФ ВШЭ
*Иванов Илья Денисович - 1 курс ИнфоХим ИТМО
#Ломаев Данил Дмитриевич - 4 курс ХФ ВШЭ, ''руководитель подгруппы''
*Джиблави Хадижа Билаловна - 1 курс ИнфоХим ИТМО
# Ахундзянова Александра Олеговна - 4 курс ИнфоХим ИТМО
*Андреенко Ирина - 10(хим.) класс Лицея 1303
# Гречихин Никита Алексеевич - 4 курс ТулГУ
#Гуетнга Кристиан - 4 курс ТулГУ, ''руководитель Тульского филиала''
#Тюрин Артём Владимирович - 4 курс МГТУ
#Бреннер Николай Константинович - 4 курс СМ МГТУ
#Садиллоев Шахруз Хайриллоевич - 4 курс СМ МГТУ
#Антаньязов Михаил Романович - 3 курс ХФ МГУ
#Гуторова Нина Дмитриевна - 3 курс ХФ МГУ
#Варакин Сергей Леонидович - 3 курс ХФ МГУ
#Клочков Иван Владимирович - 3 курс ХФ МГУ
#Лущеев Семён Ильич - 3 курс ФФХИ МГУ
#Бекмансуров Данис Рашидович - 3 курс ВХК РАН, ''руководитель подгруппы''
#Ротова Екатерина Андреевна - 3 курс ВХК РАН
#Кычков Устин Григорьевич - 3 курс ХФ ВШЭ
#Василенко Софья Александровна - 3 курс ХФ ВШЭ
#Муллагалин Тимур Айдарович - 3 курс ХФ ВШЭ
#Тюкина Софья Павловна - 3 курс ХФ ВШЭ
#Джиблави Хадижа Билаловна - 3 курс ИнфоХим ИТМО, ''руководитель Питерского филиала''
#Иванов Илья Денисович - 3 курс ИнфоХим ИТМО, ''руководитель подгруппы''
#Овчинников Петр Александрович - 3 курс ИнфоХим ИТМО
#Ботова Софья Александровна - 3 курс ИнфоХим ИТМО
#Кожинов Павел Сергеевич - 3 курс ИнфоХим ИТМО
#Радченко Максим Евгеньевич - 3 курс ИнфоХим ИТМО
#Малашкеевич Ксения Михайловна - 3 курс ЦиТХИн РХТУ
#Дворжанская Александра Владленовна - 3 курс ХФТ РХТУ
#Лукичев Алексей Павлович - 2 курс ХФ МГУ
#Васильев Андрей Владимирович - 2 курс ХФ ВШЭ
#Демехин Максим Андреевич - 2 курс ИнфоХим ИТМО
#Васильева Мария Денисовна - 2 курс ИнфоХим ИТМО
#Бондарев Алексей Игоревич - 2 курс ИнфоХим ИТМО
#Бетехтин Артём Андреевич - 2 курс ИнфоХим ИТМО
#Дударь Илья Алексеевич - 2 курс ИнфоХим ИТМО
#Воробьев Степан Андреевич - 2 курс ИнфоХим ИТМО
#Авдеенко Марьяна Дмитриевна - 2 курс ФМиЕН РУДН
#Овсянникова Юлия Павловна - 1 курс ХФ МГУ
#Андреенко Ирина Владиславовна - 1 курс ХФ ВШЭ
#Жуков Роман Олегович - 1 курс ИнфоХим ИТМО
#Биктимиров Ильдар Альбертович - 1 курс ИнфоХим ИТМО
#Чепкасова Дарья Алексеевна - 1 курс НПМ РХТУ
#Буланова Наталия Викторовна - 1 курс ТНВиВМ РХТУ
#Веселов Игорь Александрович - ИнфоХим ИТМО (академ.)
#Зиновьева Анастасия Александровна - МФПУ (академ.)
#Верёвкин Даниил Владимирович
#Гранцев Михаил Анатольевич
#Цыкина Ксения Александровна - лаборант, ''помощник руководителя Группы''


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


* [[Open: Открытые мануалы|Открытый раздел Вики]]
* [https://t.me/joinchat/MC9AwMa1oItkZTli TheorChem News] - открытый канал в Телеграме, используемый для важных объявлений, касающихся нашей Группы.
* [https://t.me/joinchat/MC9AwMa1oItkZTli TheorChem News] - открытый канал в Телеграме, используемый для важных объявлений, касающихся нашей Группы.
*[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 мы обмениваемся 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., 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 19:51, 14 October 2024

В настоящий момент в Группе работают 4 научных сотрудника, 10 аспирантов, 68 студентов из Москвы (МГУ, РХТУ, НИУ ВШЭ, МГТУ, РУДН, МФПУ), Тулы (ТулГУ), Санкт-Петербурга (ИТМО).

Основные направления наших научных исследований и ключевые публикации по ним:

  1. Моделирование химических процессов; туда входит моделирование химических реакций (JOC2023, OPRD2023, EJOC2022, JACS2022, JACS2021, JACS2020, ANIE2017), биологических процессов (JCIM2023, JACS2017), фотохимических процессов (ChemEur2023, D&P2022, D&P2019), и процессов в кристаллах.
  2. Развитие методов теоретической химии; туда входит как тестирование существующих методов (JPCLett2024, Science2022, ChemSocRev2021, Science2017), так и создание новых (WCMS2023, JCIM2023, MendComm2017), и доработка квантовохимических кодов под наши задачи (MendComm2021). Под методами теоретической химии мы понимаем любые инструменты, используемые в направлении 1: методы DFT, силовые поля, базисные наборы, методы конформационного поиска, и т.д.
  3. Приложение методов искусственного интеллекта к химическим задачам; тут в целом речь не обязательно про моделирование (хотя и про него тоже Science2022), но и про автоматизированный анализ спектров, или системы автоматического анализа экспериментальных результатов, ускоряющих процесс оптимизации реакций.
  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; такое же моделирование, но не в химии.

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 сентября 2024 г.):

  1. Медведев Михаил Геннадьевич - с.н.с., к.ф.-м.н, руководитель Группы
  2. Малышев Вадим Игоревич - инж.-иссл., аспирант ИОХ РАН, зам. руководителя Группы
  3. Дмитриенко Артём Олегович - к.х.н., с.н.с. ХФ МГУ
  4. Цветков Владимир Борисович - к.х.н., с.н.с. ИНХС РАН
  5. Рыжов Антон Николаевич - к.х.н., м.н.с. ИОХ РАН
  6. Кривощапов Николай Владиславович - инж.-иссл., аспирант ИОХ РАН, руководитель подгруппы
  7. Вельмискина Юлия Андреевна - инж.-иссл., аспирант ИОХ РАН, руководитель подгруппы
  8. Чалый Василий Антонович - лаборант, аспирант ИОХ РАН, руководитель подгруппы
  9. Куницын Артём Юрьевич - инж.-иссл., аспирант ИОХ РАН
  10. Мезенцев Игорь Александрович - лаборант, аспирант МГТУ, руководитель подгруппы
  11. Злобин Иван Сергеевич - аспирант МГТУ
  12. Проломов Илья Викторович - лаборант, аспирант РХТУ
  13. Елисеев Егор Александрович - аспирант МГУ
  14. Ильин Егор Александрович - аспирант МГУ
  15. Герасимов Игорь Сергеевич - MSc, Research Assistant at Budapest University of Technology and Economics
  16. Тимашев Владимир Игоревич - 6 курс ХФ МГУ, руководитель подгруппы
  17. Лосев Тимофей Валерьевич - 6 курс ХФ МГУ, руководитель подгруппы
  18. Халыков Руслан Али Искандер оглы - 6 курс ХФ МГУ
  19. Вергун Сергей Сергеевич - 6 курс ХФ МГУ
  20. Кротков Никита Алексеевич - 6 курс ИнфоХим ИТМО
  21. Ермолин Данила Владимирович - 6 курс ИнфоХим ИТМО
  22. Ашина Юлия Сергеевна - 2 курс магистратуры ИнфоХим ИТМО, постдокторантура СПбГУ
  23. Исакова Анастасия Михайловна - 2 курс магистратуры ИнфоХим ИТМО
  24. Артамонов Даниил Владимирович - 1 курс магистратуры ИнфоХим ИТМО, руководитель подгруппы
  25. Зарипов Данис Уралович - 1 курс магистратуры AI Talent Hub ИТМО
  26. Епифанов Евгений Юрьевич - 1 курс магистратуры ИСИЭЗ ВШЭ
  27. Леонов Антон Вячеславович - 5 курс ХФ МГУ, руководитель подгруппы
  28. Кручинин Тимофей Вячеславович - 5 курс ХФ МГУ
  29. Кликушин Александр Сергеевич - 5 курс ВХК РАН
  30. Попов Всеволод Олегович - 5 курс ВХК РАН
  31. Баширов Игорь Игоревич - 4 курс ХФ МГУ
  32. Беспалов Иван Андреевич - 4 курс ХФ МГУ
  33. Шнайдер Марк Юрьевич - 4 курс ХФ МГУ
  34. Долотказин Магди Сергеевич - 4 курс ХФ МГУ
  35. Гареев Руслан Олегович - 4 курс ВМК МГУ
  36. Быкова Софья Константиновна - 4 курс ВХК РАН
  37. Трифонова Елена Николаевна - 4 курс ХФ ВШЭ
  38. Антропова Ольга Николаевна -4 курс ХФ ВШЭ
  39. Хань Линь До - 4 курс ХФ ВШЭ
  40. Ломаев Данил Дмитриевич - 4 курс ХФ ВШЭ, руководитель подгруппы
  41. Ахундзянова Александра Олеговна - 4 курс ИнфоХим ИТМО
  42. Гречихин Никита Алексеевич - 4 курс ТулГУ
  43. Гуетнга Кристиан - 4 курс ТулГУ, руководитель Тульского филиала
  44. Тюрин Артём Владимирович - 4 курс МГТУ
  45. Бреннер Николай Константинович - 4 курс СМ МГТУ
  46. Садиллоев Шахруз Хайриллоевич - 4 курс СМ МГТУ
  47. Антаньязов Михаил Романович - 3 курс ХФ МГУ
  48. Гуторова Нина Дмитриевна - 3 курс ХФ МГУ
  49. Варакин Сергей Леонидович - 3 курс ХФ МГУ
  50. Клочков Иван Владимирович - 3 курс ХФ МГУ
  51. Лущеев Семён Ильич - 3 курс ФФХИ МГУ
  52. Бекмансуров Данис Рашидович - 3 курс ВХК РАН, руководитель подгруппы
  53. Ротова Екатерина Андреевна - 3 курс ВХК РАН
  54. Кычков Устин Григорьевич - 3 курс ХФ ВШЭ
  55. Василенко Софья Александровна - 3 курс ХФ ВШЭ
  56. Муллагалин Тимур Айдарович - 3 курс ХФ ВШЭ
  57. Тюкина Софья Павловна - 3 курс ХФ ВШЭ
  58. Джиблави Хадижа Билаловна - 3 курс ИнфоХим ИТМО, руководитель Питерского филиала
  59. Иванов Илья Денисович - 3 курс ИнфоХим ИТМО, руководитель подгруппы
  60. Овчинников Петр Александрович - 3 курс ИнфоХим ИТМО
  61. Ботова Софья Александровна - 3 курс ИнфоХим ИТМО
  62. Кожинов Павел Сергеевич - 3 курс ИнфоХим ИТМО
  63. Радченко Максим Евгеньевич - 3 курс ИнфоХим ИТМО
  64. Малашкеевич Ксения Михайловна - 3 курс ЦиТХИн РХТУ
  65. Дворжанская Александра Владленовна - 3 курс ХФТ РХТУ
  66. Лукичев Алексей Павлович - 2 курс ХФ МГУ
  67. Васильев Андрей Владимирович - 2 курс ХФ ВШЭ
  68. Демехин Максим Андреевич - 2 курс ИнфоХим ИТМО
  69. Васильева Мария Денисовна - 2 курс ИнфоХим ИТМО
  70. Бондарев Алексей Игоревич - 2 курс ИнфоХим ИТМО
  71. Бетехтин Артём Андреевич - 2 курс ИнфоХим ИТМО
  72. Дударь Илья Алексеевич - 2 курс ИнфоХим ИТМО
  73. Воробьев Степан Андреевич - 2 курс ИнфоХим ИТМО
  74. Авдеенко Марьяна Дмитриевна - 2 курс ФМиЕН РУДН
  75. Овсянникова Юлия Павловна - 1 курс ХФ МГУ
  76. Андреенко Ирина Владиславовна - 1 курс ХФ ВШЭ
  77. Жуков Роман Олегович - 1 курс ИнфоХим ИТМО
  78. Биктимиров Ильдар Альбертович - 1 курс ИнфоХим ИТМО
  79. Чепкасова Дарья Алексеевна - 1 курс НПМ РХТУ
  80. Буланова Наталия Викторовна - 1 курс ТНВиВМ РХТУ
  81. Веселов Игорь Александрович - ИнфоХим ИТМО (академ.)
  82. Зиновьева Анастасия Александровна - МФПУ (академ.)
  83. Верёвкин Даниил Владимирович
  84. Гранцев Михаил Анатольевич
  85. Цыкина Ксения Александровна - лаборант, помощник руководителя Группы

Наши открытые онлайн-ресурсы

  • Открытый раздел Вики
  • TheorChem News - открытый канал в Телеграме, используемый для важных объявлений, касающихся нашей Группы.
  • 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 мы обмениваемся 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=2952"