计算化学(Computational Chemistry)是上海纽约大学的科研重点。发挥上纽大的跨学科优势，充分利用多样的研究工具，青年科学家在将研究工作拓展到国际学术前沿的同时，积极开创全新的研究生培养模式——华东师范大学-上海纽约大学联合培养研究生专项（N.E.T.）。N.E.T.凭借其独特的优势，使项目学生受益于上纽大与华东师大丰富的教育、研究资源, 在两校搭建的合作平台上，他们有机会与来自全球的学术大师交流合作，能接触到各种前沿的方法，拓宽学术视野，为科研和进一步深造打下更扎实的基础。对计算化学前沿研究课题感兴趣的同学们，让我们走近孙翔教授实验室。
教授简介
孙翔教授现任上海纽约大学化学助理教授，纽约大学全球特聘助理教授，华东师范大学-纽约大学计算化学联合研究中心（上海纽约大学）核心成员。加入上海纽约大学前，他曾任密歇根大学博士后研究员，加州大学圣地亚哥分校访问学者。他拥有美国布朗大学化学博士学位和中国科学技术大学化学物理学士学位。孙翔教授的主要研究方向是凝聚态量子动力学。加入上海纽约大学后，孙翔教授与国内外高校科研院所开展了广泛的合作，并在上纽大组建了凝聚态量子动力学实验室。
实验室简介
实验室主要研究方向是凝聚态量子动力学，例如在液态，界面，生物体系和能源转化材料中的电荷和能量转移和分子动力学过程。研究旨在微观层面上揭示在溶剂环境中电子或者振动激发如何影响化学动力学的机理、产物和超快光谱信号。由于电子或振动激发的量子特性，亟待发展可以有效处理复杂体系量子动力学的理论计算方法，最好可以如经典方法一样处理大尺度复杂体系。因此，实验室利用统计力学，量子力学和费曼路径积分表示研究分子激发后的动力学，聚焦于发展适用于复杂体系的半经典和混合量子-经典动力学方法。对于凝聚态量子动力学的理解有助于揭示超快光谱信号的微观意义以及深化理解和调控捕光分子和有机光伏材料中的电荷和能量转移动力学。近几年来，实验室的研究成果颇丰，已在Nature Communications, Journal of Chemical Theory and Computation, The Journal of Chemical Physics等学术期刊发表众多研究论文。
实验室研究亮点
近期，凝聚态量子动力学实验室及其合作团队系统性地发展了基于费米黄金规则线性半经典方法的电荷转移速率理论，结合电子结构计算和分子动力学模拟可以处理与太阳能电池相关的有机光伏材料中，并开发了凝聚态电荷转移速率的计算软件CTRAMER。该方法较传统方法独特之处在于可以显式处理溶剂分子的运动对电子转移速率的影响，而且计算量与分子动力学类似，从而能够进行凝聚态全原子层次的模拟。实验室还针对光诱导电荷转移超快过程发展了非平衡费米黄金规则速率（NE-FGR）的全原子理论，并提出瞬态马库斯理论（IMT）及其线性响应和非线性响应的计算方法，在四氢呋喃溶液中胡萝卜素-卟啉-足球烯分子三聚体的模拟中观察到40倍的电荷转移速率增强的瞬态效应，为理解太阳能转化的分子机制提供了计算手段。此外，实验室针对液体的超快光谱中的核量子效应发展了基于路径积分分子动力学的方法，并应用于二维拉曼光谱的计算，打开了模拟二维超快光谱中核量子效应的大门。目前，实验室正在积极发展多种量子动力学方法，结合机器学习等手段希望更准确地描述凝聚态中捕光分子的动力学性质，为更好的设计新能源转化材料提供理论支持。
实验室独特性与学生的科研体验
Q: 作为在读研究生，你们觉得孙翔教授实验室的独特性在哪里？
Zengkui: 理论与模拟的知行合一。
Domi: 在孙翔教授的实验室我们可以体验并且实践理论与计算化学的 “理论”和“计算”。我们的日常主要是推动理论与开发方法，但同时我们也可以不断的学习编程程序以及开发软件。在大多数的课题组里, 能有如此完美的发展环境和条件结合， 真是实属罕见，所以我特别荣幸并珍惜可以作为孙教授实验室的成员之一。
Xiaofang: 在科学研究过程中，我总是出现各种各样的小问题，孙老师总是能够耐心的指导我，并且因材施教，我在这个过程中学到了很多。
Zhubin: 在孙翔教授实验室，可以感受到严谨地理论推导，从而更好地理解和应用理论方法。对于研究项目或课题有着科学的管理模式，从而可以有条不紊地开展科学研究。在这里，即有理论推导、计算和编程，同时又不缺乏对理论方法在实际问题中的应用。总之，作为理论与计算化学方向的学生，受益良多。
Q: 在实验室开始科研生涯后，你们印象比较深的科研体验是什么？
- Domi: 在孙教授的凝聚态量子动力学实验室里，我们可以探索和接触到广泛的研究方向，在这样的条件下，我们拥有很好的机会，可以学习到很多跨学科的知识。
- Zengkui: 一个理论的理解，教材上看懂了才刚开始，自己推导一遍是一个理解，自己写程序跑对了是一个新的理解，最后还要再说出来让别人开始理解， “纸上得来终觉浅，绝知此事要编程” 。
- Xiaofang: 实验室给予我们良好的科研环境。我有时会留出一天时间来推公式，我觉得这对于自己理解整个体系与过程是很有必要的，写代码有时候休息一会儿，没准能debug成功！
- Zhubin: 在实验室严谨的学术氛围熏陶下，我体会到，对于完成的代码，一定要经过严格地测试和debug。不要盲目相信文献中给出的结果或数据，如果有怀疑，尝试用正确的方式去重复结果。重复文献中结果时，确保文献中的参数、条件、表达式等，能够和自己使用的完全对应。