计算化学对循环经济的好处

随着世界向更可持续的循环经济过渡，废弃物和污染从一开始就被设计出来，对先进的新材料科学的需求变得越来越重要。事实证明，计算化学是这项工作的有力工具，它提供的好处可以帮助创造更可持续的未来。

在这篇博客文章中，我们将探讨计算化学对循环经济的潜在好处，讨论它如何帮助减少浪费，并描述新创新材料的潜力。通过利用计算化学的力量，我们可以朝着更绿色的未来迈出长足的步伐。

什么是计算化学？

计算化学是应用计算机模拟来研究分子和原子的行为和性质。这是一个有两个不同方面的科学领域。 首先 是 使用理论方法来理解、解释和预测分子和原子的性质。 第二 是开发和使用高性能计算资源来模拟化学过程，以帮助设计实验和解释其结果。

量子力学、分子力学、分子动力学和力场方法是该领域的主要领域。我们还可以使用统计热力学和电子结构理论来计算分子的能量。

最近，加拿大初创公司Good Chemistry与亚马逊云科技和埃森哲合作推出了QEMIST Cloud，这是一款自给自足的计算化学软件包。该软件包不仅包括多种方法，还可以专注于非常具体的范围甚至一种方法。高性能计算 (HPC) 允许对日益庞大和复杂的系统进行模拟，为研究人员提供宝贵的数据，他们可以用来理解和开发新的材料和工艺。

计算化学的好处是什么？

这是解决化学和物理领域复杂问题的强大工具。它彻底改变了研究人员处理和解决许多具有挑战性的任务的方式，使他们能够探索使用传统方法可能难以进入的领域。但是，将计算化学与 HPC 融合有三大好处：准确性、成本节约和速度。

准确性 ：计算化学允许进行精确计算，从而得出高度准确的结果。那是因为与传统实验技术相比，我们可以考虑更广泛的变量。它还可以模拟复杂的化学过程，使科学家能够深入了解分子在各种环境中是如何相互作用的。

节省成本 ：这种方法可以省钱，无需昂贵的实验和设备。此外，所使用的计算化学算法可以开发并再次用于不同的任务，从而减少了对多次昂贵运行的需求。

速度 ：计算化学的最大好处之一是其速度。可以快速模拟复杂的化学反应和过程，并使用按需付费的资源。这使其成为进行快速测试和原型设计的理想工具。您还可以使用它来分析大型数据集以开发新的见解和技术。

总体而言，计算化学是一种强大的工具，具有许多好处。它可以节省时间、金钱并提高准确性，同时提供研究复杂化学过程的能力。

这对循环经济有何帮助？

计算化学为各种化学品、材料和产品的行为提供了见解。这使我们能够评估新材料，分析现有工艺和产品，对其进行优化以实现循环性，并开发更可持续的替代方案。

例如，我们可以使用计算化学来识别和理解需要回收或再利用的材料。我们可以识别用作能量的分子。我们还可以确定 资源 的最佳使用方式 或寻找新材料来减少我们的碳足迹。

计算化学开启的循环经济中最令人兴奋的领域之一是新材料科学。我们可以通过分析给定材料的特性和行为来确定其最适合重复使用的区域，以确定它能否替代或减少其他资源的使用。

了解材料的化学特性如何相互作用有助于我们创建更高效的生产系统，并找到更有效地回收材料的方法。这意味着减少了产生的废物，减少了对自然资源的压力。

亚马逊云科技 上的计算化学

亚马逊云科技 为许多不同类型的计算化学应用程序提供强大的云计算资源。这使科学家和研究人员无需预先购买硬件即可获得最新、最先进的计算技术。这样既可以快速扩展资源，也可以更有效地使用资源。它还允许更灵活的实验，从而缩短开发新产品或服务的时间。

例如，您可以使用 亚马逊云科技 处理大量数据、进行模拟和创建模型来发现数据中的趋势或模式。您可以利用这些信息来开发创新的产品或服务。减少碳足迹并设计废物和污染也可以使您成为循环经济的领导者。

“我们已经在云端建立了一个虚拟化学实验室，因为我们坚信计算驱动的设计和合成是材料创新的未来。亚马逊云科技 云为可扩展的尖端计算提供一站式服务，使我们能够立即构建未来。例如，我们在 AW S上对全氟辛烷磺酸化学进行了破纪录的百万核模拟，通过普 及这种前所未有的计算能力并将其用于化学，从而解决紧迫的全球挑战。”

Arman Zaribafiyan — 首席执行官 — Good Chemisry

除了新的商业机会外，亚马逊云科技 还为 各种计算化学 场景提供帮助。科学家和研究人员可以利用它们在药物发现、新材料设计、量子计算和纳米技术等领域进行研究。化学家可以探索碳捕集、能源效率和减少环境影响。

结论

计算化学是一种非常有价值的工具，可以帮助实现循环经济。

通过提供各种过程的精确模型和模拟，计算化学可以为资源使用和减少浪费的最佳策略提供基本见解。这是可持续发展计划中越来越重要的一部分。

有了正确的工具和策略，我们可以对环境产生积极影响，创造更可持续的未来。如果您有兴趣为您的业务或组织创造机会和价值的新工作负载开发概念验证，我们希望收到您的来信。你可以通过 ask-hpc@amazon.com 联系我们。