Sehen Sie sich die Liste der Computerchemie-Software an. Es gibt Ihnen einen Überblick darüber, wie die Computer in der Chemie eingesetzt werden. Viele von ihnen fallen eher in den Bereich der chemischen Physik, einige in die Chemoinformatik, um nur einige zu nennen. Es gibt also definitiv viele Orte, die zur Nutzung von Computern in der Chemie beitragen können. Wenn Sie in der Lage sind, das Software-Engineering und die Wissenschaft selbst auf eine gute Weise zu mischen, sind die Möglichkeiten immens.

Was die letzte Frage betrifft - fast für jeden Bereich der Chemie, den Sie wählen, können Sie zu den verwendeten Programmen beitragen darin. Es gibt keinen vollständigen wissenschaftlichen Code. Und das Universitätsniveau ist eine notwendige Voraussetzung für vernünftige Wissenschaft. Konzentrieren Sie sich einfach auf die Modelle und die Mathematik hinter den Kulissen und alles wird folgen.

Ich bin zu spät zur Party und alle anderen hier haben vorgeschlagen, wie die Erfahrung der Informatik zur Chemie beitragen kann. Ich werde ein bisschen davon tun, aber auch darauf hinweisen, wie die Erfahrung mit Chemie möglicherweise zu einigen (sehr ausgewählten) CS-Möglichkeiten beitragen kann.

Ich befinde mich in einer ähnlichen Position wie Sie. Ich habe kürzlich ein Doppelstudium in Chemie und Angewandter Mathematik-Comp.Sci mit Schwerpunkt abgeschlossen, weil mir beide Fächer gefallen haben. Ich hatte ursprünglich vor, mich in reinem Comp zu verdoppeln. Sci., Aber unsere CS-Abteilung ist voll von schrecklichen Dozenten und die Mathematik ist voll von erstaunlichen Dozenten, so dass ich mich irgendwie in die andere hineinversetzt habe.

Computerchemie ist eines von vielen Bereichen, in denen sich CS und Chemie überschneiden heutzutage. Es ist nicht offensichtlich, aber es gibt viele, viele andere, da Menschen, die gut mit Computern und Wissenschaft umgehen können, seltener sind, als sie sein sollten. Viele Labore, auch solche, die nicht rechnerischer Natur sind, basieren auf einer grundlegenden Modellierung. Ich arbeite derzeit mit einer Nanopartikelgruppe zusammen, und der PI hat sich kürzlich darüber beschwert, dass die meisten seiner Studenten nichts programmieren konnten, um ihr Leben zu retten.

Andernfalls könnte unser Fachgebiet immer eine gute Software verwenden Entwickler. Vielleicht bin ich ein bisschen verwöhnt, aber einige unserer sogenannten "innovativen" Software-Suiten müssen bei jedem Start teilweise neu erstellt werden und leiden unter einem spontanen Absturz von Kommunikationsmodulen, was einen Neustart mehrerer Computer erforderlich macht, um die Dinge in Gang zu bringen und wieder laufen. Mir ist ziemlich klar, dass ein Großteil des Materials von einem Softwareentwickler und nicht von einem praktizierenden Wissenschaftler entworfen wurde - wie zum Beispiel die Millionen Tastendrücke, die zum Laden von Daten und zum Arbeiten damit erforderlich sind, und die allgemeine Unverschämtheit solcher Software beim Ausspucken verschiedene Datentypen.

Wenn Sie nicht an diesem Problem arbeiten möchten, haben wir immer noch Probleme mit der Frage, wie Code und Modelle / Daten gemeinsam genutzt werden können. Alles bewegt sich auf Computer, und Forschung ist keine Ausnahme. Die Forscher versuchen immer noch herauszufinden, wie Dateien einfach freigegeben, gespeichert und veröffentlicht werden können (mehr als eine Studie wurde als Brief ohne den dazugehörigen Code gedruckt).

Letztendlich: Ich weiß nicht was du willst. Basierend auf Ihren letzten Absätzen ist dies wahrscheinlich nicht das, wonach Sie gesucht haben, aber da Sie mit einer Frage über die Überlappung zwischen zwei Feldern begonnen haben und nicht darüber, wie eines zum anderen beitragen könnte, lasse ich diese hier als Ideen darüber, wie mehrere Felder möglicherweise interagieren können.

PS Als interessantes Beispiel drehte sich die Doktorarbeit von Philip Guo um die Frage, wie derselbe Code trotz unterschiedlicher Umgebungen auf verschiedenen Systemen zu denselben Ergebnissen führen kann. Die Frage veranlasste ihn, ein Tool (ich glaube Python) zu erstellen, mit dem Simulationen in einer sicheren (und damit identischen) Sandbox-Umgebung ohne Leistungseinbußen ausgeführt werden können. http://www.pgbovine.net/PhD-memoir.htm

Computerchemie ist ein riesiges Feld. Der Nobelpreis für Chemie 2013 wurde an Forscher verliehen, die den Grundstein für die Weiterentwicklung der modernen Computerchemie gelegt haben. Er ist im Wesentlichen ein Kommentar des Chemie-Nobelpreiskomitees zur Bedeutung der Computerchemie. Computermodelle sind besonders wichtig, um ein Verständnis für Systeme zu entwickeln, auf die experimentell nur schwer (oder unmöglich) zugegriffen werden kann.

Dies umfasst im Wesentlichen die Erstellung mathematischer Modelle für das Verhalten von Molekülen und Atomen, das Schreiben von Programmen zu deren Lösung und das Ausführen sie auf (normalerweise massiven) Computern. Die Molekulardynamik ist eine häufige Aktivität und beinhaltet die Simulation einer Handvoll Moleküle, die einer Handvoll Regeln folgen (wie kollidieren sie, wie drehen sie sich, wie ziehen sie sich an oder stoßen sich ab usw.). Je mehr Rechenleistung Sie haben, desto mehr Moleküle können Sie simulieren und desto besser sind Ihre Extrapolationen auf größere Maßstäbe. Simulationen, die auf Supercomputern ausgeführt werden, können eine direkte Verbindung zwischen dem Mikroskop (Moleküle) und dem Makroskop (Fluideigenschaften wie Viskosität oder Leitfähigkeit) herstellen. Das Schreiben von Programmen, die auf Supercomputern ausgeführt werden (und effizient ausgeführt werden), umfasst viele bewegliche Teile, von denen die meisten reine Informatik sind.

Wenn Sie einen Informatik-Hintergrund haben und an einem Chemie-Studiengang teilnehmen, oder Wenn Sie in einem Chemieunternehmen arbeiten, in dem Sie mit Chemikern zusammenarbeiten, haben Sie aufgrund Ihrer Rechenfähigkeiten einen Vorteil und die Intuition, über Probleme auf rechnerische Weise nachzudenken - deren Wert nicht überbewertet werden kann . Wie oben erwähnt, werden Computermodelle häufig in der Chemie verwendet, daher ist die Programmierkompetenz wichtig. Auf der anderen Seite haben Sie viel Nachholbedarf in Mathematik und Physik. Dies ist eine andere Art von Intuition, die andere möglicherweise nicht haben.

Nationale Laboratorien und Universitäten leisten einen erheblichen Teil der Arbeit in der Computerchemie, weniger in der Industrie R&D (was unter anderem auf den mangelnden Zugang zu ausreichenden Computerressourcen und die Schwierigkeit zurückzuführen ist, sofort anwendbare Ergebnisse zu erzielen). Pharmaunternehmen sind die 800-Pfund-Gorillas der industriellen Computerchemie. Wenn Sie jedoch Arbeit in der Industrie suchen, sollten Sie die chemische Technik in Betracht ziehen. Die Chemietechnik ist ein weiteres großes Gebiet mit einer ebenso großen Anzahl von Möglichkeiten (sprich: niedrig hängende Früchte) für jemanden mit einer rechnerischen Neigung.

Kurz gesagt:

• Quantenchemie, wenn Sie akademische Chemie mögen,
• Chemoinformatik / Bioinformatik, wenn Sie mehr Industriechemie, Pharma,
Simulationen in der Nanotechnologie, wenn Sie keine Angst vor ein wenig Physik haben und interdisziplinäre Felder mögen

Lang: Quantenchemie / molekulare Simulationen sind nett und interessant, aber es gibt zwei mögliche Möglichkeiten Nachteile (abhängig von Ihrem Geschmack):

• QC ist im Allgemeinen sehr akademieorientiert. Obwohl es auch in der Industrie eingesetzt wird, halten sich QC-Mitarbeiter im Allgemeinen an Hochschulen oder kleine Unternehmen für wissenschaftliche Software. Google einfach Stellenanzeigen, um eine grobe Idee zu haben, bevor du eine große Entscheidung triffst.
• Sie könnten zu spät von der Party gefallen sein. QC hat viele, viele Implementierungen, die meisten davon sind inancente FORTRAN-Dialekte. Es gibt noch mehr nicht implementierte Algorithmen, es kann jedoch schwierig sein, ein völlig neues Projekt von Grund auf neu zu starten, und es kann zu schmerzhaften Spagetthicodierungen in FORTRAN kommen, wenn Sie sich anderen anschließen.

Sie sollten dies in dieser Hinsicht molekular beachten Simulationsleute (Molekularmechanik, MM-basierte MD usw.) sind den Leuten der Quantenchemie sehr ähnlich.

Chemoinformatik ist ein anderes Gebiet und erfordert im Allgemeinen eine andere Art von Mathematik (viel mehr maschinelles Lernen / Statistik orientiert):

• Chemoinformatik ist im akademischen Bereich viel weniger beliebt, und die akademische Gemeinschaft ist viel kleiner, andererseits in der Industrie viel beliebter. Wenn Sie nach Jobs im Bereich "Computerchemie" suchen, wird ein größerer Teil der Anzeigen einen Hauch von Chemoinfo enthalten.
• Im Allgemeinen sind große (zuverlässige) Datenbanken erforderlich, die Ihre Forschung auf bestimmte Bereiche beschränken können. Es gibt jedoch einige innovative Anwendungen von Cheminfo, z. durchgeführt von der Grzybowski-Gruppe in Notheastern zur Digitalisierung chemisch-synthetischer Datenbanken.
• Das Feld hat eine fast inzestöse Beziehung zu Pharma. Wenn es also nicht Ihr Hauptinteresse ist, finden Sie die meisten Themen möglicherweise langweilig.

Kombinierte Felder: Es gibt immer interessante Mischungen aus Theorie und Berechnung (und Experiment), siehe z. Die Arbeit von Christofer Wilmer über das Design von MOFs.

Simulationen für die Nanotechnologie sollten der Quantenchemie ähneln, es handelt sich jedoch um ein aufstrebendes Gebiet mit einer etwas anderen Kultur, viel weniger etablierten Codebasen und einer viel größeren Vielfalt von Theorien. Es ist oft ein Bereich, in dem Physiker, Ingenieure und Chemiker zusammenstoßen. Es bedeutet auch, dass Sie eine bessere Vorstellung davon haben sollten, was Sie tun. Es ist im Wesentlichen der Wilde Westen. Nach meiner Erfahrung sind experimentelle Nanotech-Gruppen auch viel eher bereit, mit rechnergestützten / theoretischen Personen zusammenzuarbeiten als klassische Chemiker, und sie haben eine viel engere Beziehung zu Maschinen und quantitativen Daten als z. organische Chemiker.

Ein Wort der Vorsicht : Wissenschaftliche Computer-Leute sind klug und alles in vielerlei Hinsicht, aber die meisten von ihnen sind SCHRECKLICHE Programmierer. Mit schrecklichen Programmierern meine ich Leute, die noch nie von Versionskontrolle gehört haben, ihren Code nicht richtig testen und bereit sind, völlig undokumentierten, unlesbaren Code in Sprachen zu schreiben, in denen die meisten Programmierer Gänsehaut haben. In diesem Bereich sind sogar Visualisierungssoftware in FORTRAN geschrieben. Dies kann je nach Ihrer Situation ein großer Vorteil oder ein großer Nachteil sein.

Studieren Sie Python (schneller zu lernen) oder Java (besser bezahlt), wenn Sie Chemiker sind. Studieren Sie NICHT Chemie, wenn Sie Entwickler sind.

Universitäten pumpen Chemiker auf den Arbeitsmarkt. Gleiche Rate wie in den 1960er Jahren. Aber es gibt keine Jobs, weil man in den 1960er Jahren viele Chemiker braucht, um eine Fabrik zu betreiben. Dank der Automatisierung brauchen Sie jetzt nur noch eine.

Bevor jede Provinz in Europa eine Fabrik zur Herstellung von Chemikalien haben würde. Europa hat schmutzige Produktionsprozesse aufgrund strenger Umweltgesetze in Europa nach Indien / China verlagert.

Wenn Sie jetzt Chemie studieren, wechseln Sie Ihr Hauptfach. Srsly.

Gordon Moore promovierte in Chemie. Die Überlappung besteht tatsächlich darin, die Platinen und die Elektronik herzustellen. Welche Materialien und welche Eigenschaften hat etwas und warum würden Sie es in einem Computer verwenden?