دکـتـر جمشـیـدی در گفت‌وگو با آنـتـروپـی؛ آشنایی با شیمی محاسباتی و جزئیات مدرسه شیمی محاسباتی
برگزاری نهمین دوره مدرسه شیمی‌محاسباتی در دانشگاه صنعتی شریف بهانه‌ای شد تا با دکتر زهرا جمشیدی دانشیار شیمی در دانشکده شیمی، یکی از استادان حاضر در این رویداد و از پژوهشگران پیشگام شیمی‌محاسباتی در کشور گفت و گویی داشته‌باشیم.
دکتر جمشیدی دکترای شیمی فیزیک خود را از دانشگاه شیراز اخذ کرده است و نیز مدتی به عنوان پژوهشگر مدعو در دانشگاه بازل در سوئیس و دانشگاه آلبرتا در کانادا حضور داشته‌است. دکتر جمشیدی تدریس درس‌های شیمی‌محاسباتی، شیمی کوانتوم، شیمی کوانتوم پیشرفته و طیف‌سنجی مولکولی را برعهده دارد. از دیگر سوابق دکتر جمشیدی می‌توان به فعالیت به عنوان دانشیار در پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران اشاره کرد.
به طور مختصر درباره شیمی‌محاسباتی، جایگاه آن در علم شیمی و چشم اندازهای آن توضیح دهید.
در شیمی‌محاسباتی به کمک مکانیک کوانتومی به دنبال کشف رفتار مولکول‌ها، فرایندهای شیمیایی و برهم‌کنش‌های سیستم های‌شیمیایی هستیم. نگاه ما در این حوزه به نتایج تجربی و رفتارهای سیستم است و به دنبال توجیه، مدل‌سازی نتایج و ساده سازی فرمول‌بندی‌های موجود هستیم.
امروزه شیمی‌محاسباتی کاربردهای فراوانی در شاخه‌های مختلف علوم و مهندسی دارد و به همین دلیل در دنیای امروز شیمی به عنوان یک حوزه مستقل و گسترده شناخته می‌شود.
چشم انداز و تلاش دانشمندان این حوزه این است که به مرحله‌ای برسیم که برای تمامی سیستم‌های شیمیایی فرمول‌بندی کامل و جامع داشته‌باشیم برای مثال بتوانیم تمامی مراحل فتوسنتز را از ابتدا تا انتها به طور کامل مدل‌سازی کنیم.
هدف از ایجاد مدرسه زمستانی شیمی‌محاسباتی چیست؟
پاسخ: مقصود ما از برگزاری این مدرسه افزایش توان شیمی‌محاسباتی دانشجویان است. یکی از چالش‌های آموزش شیمی‌محاسباتی استفاده نرم‌افزارهای مربوطه بدون توجه به پایه شیمی‌فیزیکی فرمول‌بندی‌ها است. هدف مهم مدرسه تقویت مباحث تئوری شیمی‌محاسباتی در کنار کار با نرم‌افزار برای دانشجویان است و انگیزه اصلی ما افزایش مشارکت و تشویق دانشجویان به ویژه دانشجویان کارشناسی جهت فعالیت در این حوزه است.
مهمان اصلی مدرسه دکتر فرانک ینسن دانشیار دانشگاه آرهاس و نویسنده کتاب شیمی‌محاسباتی است که کتاب شیمی‌محاسباتی به عنوان مرجعی شناخته شده برای آموزش شیمی‌محاسباتی استفاده می شود.
آزمایشگاه دکتر جمشیدی؟
پاسخ: در آزمایشگاه تمرکز ما بر روی طیف سنجی محاسباتی است و داده‌های تجربی مناسبی از طیف سنجی برای مدل سازی در اختیار داریم. هدف عمده ما پیاده سازی طیف سنجی محاسباتی روی سیستم‌های خوشه فلزی است. به کمک روش‌های طیف سنجی محاسباتی تئوری‌های موجود را برای مدل‌سازی محک می‌زنیم.
برای مثال یکی از پروژه‌هایی که انجام دادیم مدل‌سازی جهت پیدا کردن حلال مناسب برای CO2 capturing بود و یا یکی از پروژه‌های دیگر آزمایشگاه مدل‌سازی جهت برداشت مناسب از چاه‌های نفتی بود که با مشکل بسته‌شدن مواجه است.
درس شیمی‌محاسباتی؟
با توجه به گسترش شیمی‌محاسباتی، در بسیاری از دانشکده های مطرح جهان این درس در دوره کارشناسی ارائه می شود و ما در دانشکده شیمی دانشگاه صنعتی شریف جز اولین دپارتمانهای کشور بودیم که درس شیمی‌محاسباتی را برای دانشجویان کارشناسی ارائه دادیم. در دانشکده شیمی دو درس شیمی‌محاسباتی مقدماتی برای دانشجویان کارشناسی و شیمی‌محاسباتی پیشرفته برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی در نظر گرفته شده‌است. در درس شیمی‌محاسباتی مقدماتی دانشجویان با فرمول‌بندی‌های مختلفی آشنا می‌شوند اما تمرکز اصلی بر روی آشنایی دانشجویان با کلیات شیمی‌محاسباتی است.
1. البته باید توجه داشت که درس شیمی‌فیزیک 3 یا شیمی کوانتوم به عنوان پیشنیاز برای دانشجویان کارشناسی جهت شرکت در مدرسه در نظر گرفته شده است.
2. Frank Jensen
3. Aarhus University
4. Introduction to Computational Chemistry
5. خوشه فلزی: تجمعی از فلزات که با پیوندهای خیلی ضعیفی کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند و دارای خواص منحصر به فرد نوری و یا کاتالیزری هستند.
6. جداسازی و ذخیره‌سازی کربن دی اکسید
7. این درس برای دانشجویان کارشناسی در ترم‌های زوج ارائه می‌شود.