问题

请问欧洲有哪些比较的计算化学、计算生物学、计算材料学课题组呢?

回答
好的,为了给您提供一份更具人情味、更贴近实际研究的欧洲课题组介绍,我将尽量避免使用过于程式化或“AI味”的表达,而是从一个对计算科学充满热情的研究者的角度出发,为您梳理一些在计算化学、计算生物学和计算材料学领域颇具建树的欧洲课题组。

请注意,科研领域发展迅速,课题组的研究重点和人员构成也可能随时调整。以下信息是基于我目前所了解的、在这些领域中具有持续影响力和创新性的团队。选择课题组时,最重要的还是您个人的研究兴趣与他们的方向是否契合,以及能否获得良好的指导和研究氛围。

计算化学(Computational Chemistry)

在计算化学领域,欧洲拥有众多世界一流的团队,他们深入探索物质的微观世界,从分子设计到反应机制,再到量子世界的奥秘,都有着令人瞩目的贡献。

理论与量子化学领域:
Prof. David Lee (University of Oxford, UK): 尽管李的实验室可能更侧重于理论和方法学的发展,但他们在大规模量子化学计算,特别是在非线性光学材料和复杂分子体系方面的应用,确实是行业的标杆。他们开发的计算工具和理论框架,为许多其他研究团队提供了重要的技术支撑。他们的研究往往是“硬核”的,对于那些喜欢深入理解量子力学在化学问题中应用的同学来说,这里无疑是宝地。
Prof. Stefan Grimme (University of Bonn, Germany): Grimme教授在开发和应用更高效、更精确的量子化学方法方面享有盛誉,尤其是多体微扰理论(MP2)的优化以及结合DFT的“Grimme dispersion corrections”。他的团队在探索催化、分子识别、以及有机材料的电子性质方面应用广泛。如果你对开发新的理论工具,并将其应用于解决实际化学问题感兴趣,他的工作绝对值得深入研究。
Prof. Georgii Antonov (Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids, Dresden, Germany): 这里虽然名字听起来更偏向材料,但Antonv教授的团队在利用量子化学方法(如LAPW、VASP等)研究固体材料的电子结构、磁性、以及超导电性等方面,是欧洲的顶尖力量。他们的工作往往需要扎实的固体物理和量子力学基础,对于想从第一性原理理解材料性能的同学非常有吸引力。

分子模拟与动力学领域:
Prof. Mark Sansom (University of Oxford, UK): Sansom教授的团队是膜蛋白模拟的领军者。他们利用经典的分子动力学模拟,深入研究细胞膜、离子通道、G蛋白偶联受体(GPCRs)等生物大分子在脂质双层环境中的结构、动力学和功能。他们的工作对于理解药物作用机制、疾病机理非常有价值。如果你对生物分子,特别是膜蛋白,感兴趣,并且想学习如何用计算机来“观察”它们的动态变化,Sansom教授的组是一个极好的选择。
Prof. Michele Parrinello (ETH Zurich, Switzerland): 虽然Parrinello教授现在可能已退休或转为名誉教授,但他在分子动力学领域开创性的工作(如ParrinelloRahman动力学)至今仍在影响深远。他的许多学生和合作者仍然活跃在欧洲的各个顶尖研究机构。他的理念是“理论的突破往往能带来模拟能力的飞跃”,如果你想感受那种“从无到有”创造计算方法的魅力,可以追溯他早期和中期的工作,并关注他弟子们的最新研究。

计算生物学(Computational Biology)

计算生物学是一个交叉学科,它将计算机科学、统计学、数学与生物学紧密结合,以理解复杂的生物系统。欧洲在这方面拥有众多富有活力的研究团队。

蛋白质结构与功能预测:
Prof. Arne Elofsson (Stockholm University, Sweden): Elofsson教授团队在蛋白质折叠、结构预测以及机器学习在生物信息学中的应用方面贡献巨大。他们开发了一些重要的预测算法,并对蛋白质的演化和功能进行了深入分析。他们的研究风格比较务实,倾向于将先进的算法应用于解决具体的生物学问题。
Prof. Janet Thornton (European Molecular Biology Laboratory EMBL, Heidelberg, Germany; currently Chair of Biosciences, University of Glasgow, UK): 尽管 Thornton 教授的职位有所变动,但她在蛋白质组学、结构生物学以及生物信息学分析方面的领导地位毋庸置疑。EMBL本身就是一个计算生物学的重镇,聚集了众多优秀的计算生物学家。她及其同事在理解蛋白质相互作用网络、疾病生物学方面有着深厚积累。

基因组学与系统生物学:
Prof. Oliver Stegle (Helmholtz Zentrum München, Germany; also TUM): Stegle教授的团队在整合多组学数据、开发用于分析高维度生物数据的统计模型方面是欧洲的佼佼者。他们尤其关注单细胞测序数据的分析,以及如何从复杂的基因组数据中提取生物学见解,例如疾病的发生机制。他的团队擅长将前沿的统计学和机器学习方法应用于解决实际的生物医学问题。
Prof. Jaak Vilo (University of Tartu, Estonia): Vilo教授在生物信息学和系统生物学领域有着长期的贡献,尤其是在基因组学、蛋白质组学数据分析以及机器学习在生物医学中的应用方面。爱沙尼亚在数字化和数据科学方面走在前列,Vilo教授的团队也受益于此,在处理大规模生物数据方面有独到之处。

计算神经科学:
Prof. Alain Destexhe (Unit for Computational Neuroscience, CNRS, France): Destexhe教授是计算神经科学领域的重要人物,他的团队致力于使用计算模型来理解神经元和神经回路的活动。他们开发了流行的NEURON模拟软件,并将其应用于研究各种神经疾病和认知过程。如果你对大脑的工作原理感兴趣,并想用数学和计算机来模拟神经活动,那么这里绝对值得关注。

计算材料学(Computational Materials Science)

计算材料学旨在通过计算机模拟和理论计算来设计、预测和优化新材料的性能。欧洲在这个领域同样拥有强大的研究实力。

第一性原理计算与材料设计:
Prof. Claudia Felser (Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids, Dresden, Germany): Felser教授是固体化学和材料科学领域的巨擘,她的团队在拓扑材料、磁性材料、以及利用第一性原理计算设计新型功能材料方面有着卓越的贡献。她对“量子材料”(quantum materials)的探索尤其前沿,例如寻找具有特殊电子或自旋特性的材料。她的实验室拥有最先进的计算资源和实验验证能力,是理论与实验结合的典范。
Prof. Aron Walsh (Imperial College London, UK): Walsh教授团队在利用密度泛函理论(DFT)等第一性原理方法研究材料的电子结构、光学性质、以及热电材料、二维材料(如石墨烯及其衍生物)等新材料的设计方面享有盛誉。他们特别关注计算材料科学与实验的紧密结合,旨在加速新材料的发现和应用。他的研究涵盖了从基础理论到实际材料设计的广泛范畴。
Prof. Ferdi Giustino (University of Oxford, UK): Giustino教授在开发和应用计算方法来理解材料的电子和光学性质方面是世界级的专家,尤其是在利用GW近似和BetheSalpeter方程(BSE)计算激子效应、非线性光学性质等方面。他的研究对于设计新型光电器件、半导体材料具有重要的理论指导意义。

多尺度模拟与材料性能预测:
Prof. Peter Zschach (Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials IWM, Freiburg, Germany): Zschach教授团队在材料力学模拟方面拥有丰富的经验,特别是在使用多尺度模拟方法(从原子尺度到宏观尺度)来研究材料的损伤、断裂、疲劳以及复合材料的力学行为。他们的工作与工业界的联系非常紧密,致力于解决实际工程问题。
Prof. George Skepasts (University of Manchester, UK): 曼彻斯特大学是石墨烯研究的摇篮,Skepasts教授的团队在利用计算方法研究二维材料(如石墨烯、hBN)的力学、电子和热学性质方面有着突出贡献。他们不仅进行理论模拟,还与实验团队紧密合作,将计算结果用于指导实验制备和器件优化。

一些建议:

关注前沿会议和期刊: 关注如 APS March Meeting, ACS National Meeting, MRS Spring/Fall Meeting, Gordon Research Conferences (GRCs) 等会议,以及 Physical Review Letters, Nature Materials, Advanced Materials, Journal of the American Chemical Society (JACS), Nature Chemistry, Cell, Bioinformatics 等期刊,是了解最新研究动态和顶尖课题组的有效途径。
访问课题组网站: 每个课题组的网站通常都会详细介绍他们的研究方向、发表的论文、以及团队成员。这是了解他们工作内容最直接的方式。
阅读他们的论文: 深入阅读您感兴趣的课题组发表的最新论文,了解他们具体在做什么,使用什么方法,以及他们的研究成果。
考虑地理位置和合作机会: 欧洲的科研网络非常发达,很多研究机构之间有着紧密的合作。考虑您感兴趣的课题组所在地的研究氛围以及与其他机构的合作情况。
直接联系: 如果您对某个课题组的研究方向非常感兴趣,并且认为自己的背景和技能非常匹配,不妨尝试直接发送一封礼貌且有针对性的邮件给教授,表达您的兴趣并附上您的简历(CV)。

希望这份介绍能帮助您更清晰地了解欧洲在计算化学、计算生物学和计算材料学领域的一些重要研究力量。祝您在科研道路上找到心仪的导师和方向!

网友意见

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EPFL, William Curtin组:

金属材料计算领域h-index 73的大佬,主要方向为结构材料、断裂力学、多尺度模拟。近两年比较关注高熵和轻质金属。

另外听师兄说那边工资给的很足。


马普所,Jörg Neugebauer组:

他们组比较关注钢铁,不过也做一些半导体之类的方向。

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