近年来,随着第一性原理计算和材料结构预测方法的发展,只根据给定化学组分的材料结构设计和预测成为可能,并迅速成为科学研究的热点,呈现出了激动人心的发展趋势。

目前,材料结构预测研究已经在三维晶体材料、二维层状材料、二维表面重构和零维团簇的结构设计等方面取得了一大批原始创新性成果。未来材料结构预测方法会更加广泛地应用于结构现象丰富的研究领域,有力推动我国物理、化学、材料、地球、生物、工程等学科的发展, 为我国国民经济的发展和国防建设做出贡献。

CALYPSO结构预测方法和软件由我国自主发展(http://www.calypso.cn), 学术使用免费,目前被40多个国家和地区的近千位同行采用开展科学研究,国内外同行使用CALYPSO方法和软件已经在Nat Chem, Nat Commun, PRL,PNAS, JACS, Nano Lett等权威SCI期刊发表学术论文170余篇,解决了若干长期无法解决的科学难题。例如: 设计了固体H2S在高压下的金属相结构,在此基础上预言了金属化H2S是潜在的高温超导体,引领了后续凝聚态物理领域的重大实验发现——超高压下H2S的200K超导电性。CALYPSO结构预测方法和软件已经成为国际主流的结构预测方法和软件之一。

为了促进我国科学家快速、全面地了解和把握国际结构预测研究领域的最新进展,《科学通报》组织了“CALYPSO结构预测方法及应用”专题,邀请国内结构预测研究领域的专家撰文介绍CALYPSO结构预测方法的最新进展和应用。  

该专题包括5篇文章,其中有详细介绍CALYPSO结构预测方法和软件的综述性文章,还有应用CALYPSO方法开展的几个典型示范性研究工作,包括硅的新型金属亚稳相的结构设计、新型二维层状材料的结构设计以及新型功能材料(如超硬材料、高能密度材料)的结构设计等。

这些文章从方法和应用两个角度介绍了CALYPSO的一些最新进展,一定程度上展示了过去几年我国在结构预测研究领域取得的重要成果。

以材料设计为核心的材料基因组计划是目前备受关注的重大材料发展研究战略,相信随着CALYPSO材料结构预测方法的不断发展和完善, CALYPSO势必会在材料基因组的研究中发挥着不可替代的作用。希望该专题的出版可以加强我国材料结构预测研究同行之间的学术交流,促进我国在材料结构预测研究上的整体提高。

专题网址：http://csb.scichina.com:8080/CN/volumn/volumn_7133.shtml