天然材料和合成材料的三维原子结构排列对于其应用而言非常重要，人们一直期望实时的控制和调控结构、引入各种不同官能团，从而能够在分子角度对材料的宏观性质进行调控。有鉴于此，根特大学Dagmar R. D′hooge、斯坦福大学Reinhold H. Dauskardt等报道将Monte Carlo动力学、分子动力学模拟结合，对材料三维结构的形成过程随时间、空间两个角度的演变过程，通过这种方法能够预测材料的化学、物理性质。

本文要点：

（1）

作者在这个计算模型中将3D结构材料合成过程中的理想因素、非理想因素都考虑在内，该过程中考虑了分子内、分子间的化学反应性、扩散、不同组成、枝状结构/网络节点的位置、缺陷等。实现了时间分辨的合成过程考察：合成过程中动力学、热力学之间的相互作用；组成、拓扑结构3D演变，包括以往实验或者计算模拟中从未考虑在内的缺陷结构。

（2）

通过动力学、三维结构信息的结合，基于孔径、悬垂分子链的分布、非理想情况下的结构等因素。作者在合成有机硅烷、环氧改性有机胺、性质/功能能够调节的Diels-Alder网络，验证了该计算化学平台的广泛应用前景。

参考文献

De Keer, L., Kilic, K.I., Van Steenberge, P.H.M. et al. Computational prediction of the molecular configuration of three-dimensional network polymers. Nat. Mater. (2021).

DOI: 10.1038/s41563-021-01040-0

https://www.nature.com/articles/s41563-021-01040-0