重点问题

IUCr期刊定期就读者最感兴趣的主题制作重点特刊。

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即将关注的问题

量子晶体学

特约编辑:Paulina Dominiak、Angel Martín Pendás和Krzysztof Wozniak

这个文明和技术的进步是以发展为基础的这取决于数据的质量和使用的方法将其转化为科学定律或验证新提议理论。

2025年,我们将庆祝埃尔温·薛定谔的百年诞辰波动力学和维尔纳·海森堡、马克斯·波恩和Pascual Jordan提出的矩阵力学。这是开始量子力学时代的历史是不可分割的自第一次X射线以来,与晶体学的发展交织在一起对晶体进行了衍射实验。

这个现代结晶学与量子力学的成功结合基于前者需要量子力学模型可以细化晶体结构,而后者通常要求将晶体结构作为广泛应用的起点需要进行量子力学分析来理解和预测我们文明赖以生存的先进材料的特性取决于。

因此,量子晶体学(QCr),位于量子力学和晶体学是一个新兴领域,有望在理论与实验在基本原理理解上的差距物质在原子和分子水平上的行为。

是一个无法理解的悖论介绍晶体学中的第一散射模型独立原子模型(IAM),占所有晶体结构的99%以上(约200万)仍在使用投资于提高测量数据的质量,我们对比使用的稀缺资源,以改进用于解读它们。从某种意义上说,IAM取得了压倒性的成功减缓新方法的开发和应用精炼结构中的原子电子密度模型。这些在QCr中积极开发IAM以外的新方法,可以精确测定电子密度位置和动量空间中的(电荷和自旋)分布衍射和散射实验,也提供了丰富的用于表征化学键性质或量化物理化学性质。

这个量子晶体学的当前发展远远超出了Massa、Karle和Huang(国际量子力学杂志)给出的原始定义化学。1999, 73, 439). 据此反射可用于直接提取波函数或系统密度矩阵与量子力学计算也用于提高晶体学的准确性精细化。然而,正如大多数科学学科,这个传统的说法不包括QCr的许多新提出的应用,以及其他定义在科学文献和各种科学会议。因此,现在是展示这些新进展的时候了。

这个虚拟的问题,我们想展示QCr,其主题丰富性,以及与一些互补字段。我们希望这将使确定主要方向量子晶体科学革命正在发展。回到过去,很难理解为什么现在才是量子结晶学发展如此迅速。我们毫不怀疑量子晶体学的潜力是巨大的,并将发生变化面对当代和未来科学的许多领域。

这个预计将从QCr开发中受益的领域有总结如下:

1复杂分子结构的测定:通过偶联量子力学计算到实验技术使研究人员能够克服这两个领域的传统障碍,例如,通过提供精确的氢原子位置精度与中子衍射得到的结果。概念证明或简单证明欢迎提出有关克服这些限制的建议。

2材料科学:了解材料对于开发定制的新材料至关重要属性。由于QCr的输出不仅仅是结构性的决心,但丰富的电子和债券信息,我们希望它能提供新的见解,促进用于各种应用的材料,从药物到电子产品。欢迎举例或建议。

三。药物发现:在药物研究中,对能量的认识与结构决定相关的景观对于合理的药物设计。QCr技术能够准确地揭示和量化晶体背后的相互作用在多晶型的情况下观察到的堆积,并承诺非常有助于揭示药物-受体相互作用的本质开发更有效和更有针对性的治疗方法。示例或这方面的建议也受到欢迎。

4理论和计算化学:量子晶体学与理论化学协同,提供实验计算模型和方法的验证。这个跨学科协作提高了准确性和预测性计算化学方法的威力。QCr的子学科如X射线约束波函数法(XRW)承诺帮助理论家提出更好的密度函数近似或检查强的波函数或电子密度中的疤痕目前无法进行理论操纵的相关性。理论上众所周知但在实验,反之亦然,因此可以从QCr中受益预计这两个领域之间也会相互影响。

5机器学习:QCr应利用这些机会由ML提供。就像最近使用大型数据库一样与早期QCr学科的发展平行预计ML在晶体学中的整合将影响它的所有步骤,从数据简化到模型验证。提案或已存在的机器学习方法的使用示例QCr生态系统以及可以使用计算或实验数据(或两者)训练ML算法。




以下是1998年以来出版的一些重点问题。

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人工神经网络
J.应用。克里斯特。人工神经网络:在X射线光子科学和结晶学中的应用(2024年1月10日)

晶体学教学工具
《水晶学报》。 现代结晶学教学方法和工具

磁性小角中子散射
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SAS2022标准
J.应用。克里斯特。小角度散射特刊(2023年12月1日)

卤素、硫属、氮和特特尔键
《水晶学报》。卤素、硫属、pnictogen和tetrel键:结构化学及以后(2023年5月)

高分子模型精细化和验证的当前趋势
《水晶学报》。2023年CCP4研究周末——高分子模型改进和验证的当前趋势

杰里·贾辛斯基致敬
《水晶学报》。 杰里·贾辛斯基致敬

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整合结构生物学
《水晶学报》。2023年CCP4研究周末——整合结构生物学

室温生物结晶学
《水晶学报》。室温生物结晶学

晶体结构相关性和动力学专题:向汉斯·贝特·布尔奇教授致敬
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量子结晶学
《水晶学报》。量子晶体学专刊(2021年12月)

Ptychography:软件和技术发展
J.应用。克里斯特。Ptychography:软件和技术发展特刊(2021年4月1日)

第25届IUCr大会上的研究报告
《水晶学报》。IUCr 2021年

生物样品的X射线辐射损伤
J.同步辐射。体积28第5部分(第1273-1671页,2021年9月1日)

X射线自由电子激光器
J.同步辐射。 X射线自由电子激光器(2020年5月6日)

MX和低温EM中的模型构建、验证和表示
《水晶学报》。CCP4研究周末2020-MX和低温EM中的模型构建、验证和表示

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分子替换
《水晶学报》。2019年CCP4研究周末-分子替代

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生物样品的X射线辐射损伤
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糖蛋白和蛋白质-碳水化合物复合物的结晶
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Q2XAFS2017研讨会论文
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晶体中的弱相互作用:一种综合方法
《水晶学报》。体积E类74,第5部分(第569-765页;2018年5月1日)

CCP4-从晶体到CCP4结构(第2部分)
《水晶学报》。体积D类74第3部分(第167-244页,2018年3月1日)

CCP4-从晶体到CCP4结构(第1部分)
《水晶学报》。体积D类74第2部分(第67-166页,2018年2月1日)

PhotonDiag2017研讨会论文
J.同步辐射。体积25第1部分(第1-303页,2018年1月1日)

电荷密度、光晶体学和时间分辨晶体学专题:向Philip Coppens教授致敬
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2016年CCP-EM春季研讨会会议记录
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第十三届高分辨率X射线衍射和成像两年期会议(XTOP2016)
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卤素键合特殊问题
《水晶学报》。体积B类73第2部分(第135-323页,2017年4月1日)

CCP4-蛋白质-甘氨酸复合物:理解生物化学(第2部分)
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核磁共振晶体学专题
《水晶学报》。体积C类73第3部分(第126-304页,2017年3月1日)

CCP4-蛋白质-甘氨酸复合物:理解生物化学(第1部分)
《水晶学报》。体积D类73第2部分(第77-194页,2017年2月1日)

生物晶体样品的X射线辐射损伤
J.同步辐射。体积24第1部分(第1-375页,2017年1月1日)

小角度散射特刊
J.应用。克里斯特。小角度散射特刊(2016年12月1日)

德拜散射方程100年
《水晶学报》。体积A类72第6部分(第589-705页,2016年11月1日)

蝎子特刊:黄金周年纪念
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CCP-FEL:FEL研究的计算机程序集
J.应用。克里斯特。CCP-FEL:FEL研究的计算机程序集(2016年8月1日)

蛋白质结晶-最新技术
《水晶学报》。蛋白质结晶-最新技术(2016年)

晶体结构预测专题
《水晶学报》。体积B类72,第4部分(第435-657页,2016年8月1日)

CCP4-实验阶段的进展
《水晶学报》。体积D类72第3部分(第291-453页,2016年3月1日)

PhotonDiag2015研讨会
J.同步辐射。体积23第1部分(第1-382页,2016年1月1日)

能源材料专刊
《水晶学报》。体积B类71第6部分(第583-813页,2015年12月1日)

ICCBM15——精选文章
《水晶学报》。体积F类71第7部分(第805-928页,2015年7月1日)

第十二届高分辨率X射线衍射和成像两年期会议(XTOP2014)
J.应用。克里斯特。X射线衍射和成像特刊(2015年6月27日)

分子寄生虫学-生物学进展和支持药物发现
《水晶学报》。体积F类71,第5部分(第483-621页,2015年5月1日)

X射线自由电子激光器
J.同步辐射。体积22第3部分(第471-866页,2015年5月1日)

生物晶体样品的X射线辐射损伤
J.同步辐射。体积22第2部分(第195-470页,2015年3月1日)

CCP4-双向街道-补充方法
《水晶学报》。体积D类71第1部分(第1-172页,2015年1月1日)

衍射数据沉积
《水晶学报》。体积D类70第10部分(第2500-2780页,2014年10月1日)

衍射限制存储环和新的科学机遇
J.同步辐射。体积21第5部分(第837-1216页,2014年9月1日)

非环境晶体学专题
《水晶学报》。体积B类70第3部分(第399-615页,2014年6月1日)

晶体工程专刊
《水晶学报》。体积B类70第1部分(第1-195页,2014年2月1日)

小角度散射
J.应用。克里斯特。小角度散射特刊(2014年2月19日)

数学结晶学
《水晶学报》。 数学结晶学(2014年12月9日)

配位聚合物
《水晶学报》。配位聚合物虚拟问题(2014年7月1日)

X射线衍射显微镜
J.应用。克里斯特。X射线衍射显微镜专刊(2013年3月15日)

结晶学、光谱学和解决化学问题的理论方法的相互作用
《水晶学报》。体积C类69第12部分(第1415-1566页,2013年12月15日)

CCP4研究周末:分子替代,英国诺丁汉,2013年1月
《水晶学报》。体积D类69第11部分(第2165-2292页,2013年11月1日)

药物、药物发现和天然产品
《水晶学报》。体积C类69第11部分(第1205-1414页,2013年11月15日)

蝎子特刊
《水晶学报》。体积C类69第9部分(第937-1084页,2013年9月15日)

第四届衍射结构生物学国际研讨会2013年5月,日本名古屋
J.同步辐射。体积20第6部分(第819-1012页,2013年11月1日)

第十一届高分辨率X射线衍射和成像两年期会议(XTOP2012)2012年9月,俄罗斯圣彼得堡
J.应用。克里斯特。体积46,第4部分(第841-1248页,2013年8月1日)

CCP4研究周末:数据收集和处理2012年1月,英国华威大学
《水晶学报》。体积D类69第7部分(第1193-1332页,2013年7月1日)

集成结构生物学集成软件
《水晶学报》。体积D类69第5部分(第681-924页,2013年5月1日)

布拉格百年庆典——庆祝X射线晶体学100周年
《水晶学报》。体积A类69第1部分(第1-122页,2013年1月1日)

第七届生物晶体样品X射线损伤国际研讨会,钻石光源,英国,2012年3月
J.同步辐射。体积20第1部分(第1-208页,2013年1月1日)

绝对结构
《水晶学报》。绝对结构虚拟发行(2012年12月1日)

提高XAFS实验数据质量和数量国际研讨会(Q2XAFS2011)2011年12月,日本筑波光子工厂
J.同步辐射。体积19第6部分(第849-1066页,2012年11月1日)

CCP4研究周末:模型构建、细化和验证2011年1月,英国华威大学
《水晶学报》。体积D类68第4部分(第325-496页,2012年4月1日)

多态性
《水晶学报》。多态性虚拟问题(2011年12月1日)

西雅图传染病结构基因组中心
《水晶学报》。体积F类67第9部分(第979-1158页,2011年9月1日)

第六届生物晶体样品X射线辐射损伤国际研讨会2010年3月,美国加利福尼亚州门罗公园
J.同步辐射。体积18第3部分(第313-537页,2011年5月1日)

CCP4研究周末:用CCP4从晶体到结构,英国诺丁汉,2010年1月
《水晶学报》。体积D类67第4部分(第233-394页,2011年4月1日)

第三届衍射结构生物学国际研讨会(ISDSB2010)2010年5月25日至28日,法国奥赛/圣奥宾
J.同步辐射。体积18第1部分(第1-99页,2011年1月1日)

生物学中的中子
《水晶学报》。体积D类66第11部分(第1121-1268页,2010年11月1日)

面向21世纪的晶体学教育与培训
J.应用。克里斯特。体积43第5部分第2条(第1137-1284页,2010年10月1日)

结构基因组学联合中心(JCSG)
《水晶学报》。体积F类66第10部分(第1137-1405页,2010年10月1日)

CCP4实验定相和辐射损伤研究周末,英国诺丁汉,2009年1月
《水晶学报》。体积D类66第4部分(第325-501页,2010年4月1日)

动力结构科学
《水晶学报》。体积A类66第2部分(第133-280页,2010年3月1日)

土壤与地球科学中的同步辐射
J.同步辐射。体积17第2部分(第147-298页,2010年3月1日)

RIKEN-UK结构基因组学
《水晶学报》。体积F类65第12部分(第1200-1319页,2009年12月1日)

同步辐射源高压科学的进展与协同作用
J.同步辐射。体积16第6部分(第697-883页,2009年11月1日)

高分子晶体学和电子显微镜新算法研讨会2008年5月,荷兰莱顿
《水晶学报》。体积D类65第7部分(第623-732页,2009年7月1日)

第五届生物晶体样品X射线损伤国际研讨会2008年3月,瑞士维利根
J.同步辐射。体积16第2部分(第129-316页,2009年3月1日)

CCP4低分辨率结构测定和验证研究周末2008年1月,英国利兹
《水晶学报》。体积D类65第2部分(第101-199页,2009年2月1日)

第二届衍射结构生物学国际研讨会,ISDSB20072007年9月10日至13日,日本东京,Funabori Tower Hall
J.同步辐射。体积15第3部分(第199-322页,2008年5月1日)

CCP4分子替换研究周末2007年1月,英国雷丁
《水晶学报》。体积D类64第1部分(第1-140页,2008年1月1日)

第13届小角度散射国际会议,日本京都,2006年7月9日至13日
J.应用。克里斯特。体积40第1部分(第s1-s705页,2007年4月21日)

CCP4络合物结晶研究周末2006年1月,英国利兹
《水晶学报》。体积D类63第1部分(第1-117页,2007年1月1日)

第四届生物晶体样品X射线损伤国际研讨会2006年3月,日本哈里马
J.同步辐射。体积14第1部分(第1-180页,2007年1月1日)

欧洲结构蛋白质组学
《水晶学报》。体积D类62第10部分(第1103-1285页,2006年10月1日)

获取相位,中华人民共和国北京,2005年10月至11月
《水晶学报》。体积D类62第8部分(第843-945页,2006年8月1日)

国际数学和理论结晶学学院2005年6月,法国南希
《水晶学报》。体积A类62第2部分(第47-145页,2006年3月1日)

探测器
J.同步辐射。体积13第2部分(第97-226页,2006年3月1日)

CCP4数据收集和分析研究周末2005年1月,英国雷丁
《水晶学报》。体积D类62第1部分(第1-124页,2006年1月1日)

第十届生物大分子结晶国际会议2004年6月5日至8日,中华人民共和国北京
《水晶学报》。体积D类61第6部分(第651-843页,2005年6月1日)

CCP4建模和优化研究周末2004年1月,英国利兹
《水晶学报》。体积D类60第12部分第1条(第2115-2294页,2004年12月1日)

现代电荷密度方法的新信息,第三届欧洲电荷密度会议2003年6月24日至29日,丹麦Sandbjerg Estate
《水晶学报》。体积A类60第5部分(第357-516页,2004年9月1日)

CCP4实验阶段研究周末,英国约克,2003年1月
《水晶学报》。体积D类59第11部分(第1881-2050页,2003年11月1日)

第十四届俄罗斯同步辐射会议,SR20022002年7月15日至19日,俄罗斯新西伯利亚
J.同步辐射。体积10第5部分(第343-407页,2003年9月1日)

第十二届小角度散射国际会议2002年8月25日至29日,意大利威尼斯
J.应用。克里斯特。体积36,第3部分第1号(第373-868页,2003年6月1日)

BioXAS对结构基因组学的贡献:理论和改进方法的发展2001年6月30日至7月1日,法国奥赛
J.同步辐射。体积10第1部分(第1-112页,2003年1月1日)

第二届晶体生物样品X射线损伤国际研讨会2001年12月,美国芝加哥
J.同步辐射。体积9第6部分(第327-413页,2002年11月1日)

CCP4高吞吐量结构测定研究周末2002年1月,英国约克
《水晶学报》。体积D类58第11部分(第1897-1970页,2002年11月1日)

第九届生物大分子结晶国际会议2002年3月23日至28日,德国耶拿
《水晶学报》。体积D类58,第10部分第1号(第1511-1764页,2002年10月1日)

晶体数据库专刊
《水晶学报》。体积B类58第3部分第1条(第317-4222002年6月1日)

结晶数据库
《水晶学报》。体积D类58第6部分第1号(第879-9202002年6月1日)

第五届哈里玛同步辐射X射线成像技术新领域国际论坛——现状和未来可能性,HIF20012001年7月12日至14日,日本哈里玛科学花园城
J.同步辐射。体积9第3部分(第107-188页,2002年5月1日)

CCP4分子替换及其相关研究周末2001年1月,英国约克
《水晶学报》。体积D类57第10部分(第1355-1490页,2001年10月1日)

第十一届X射线吸收精细结构国际会议2000年7月26日至31日,日本赤子
J.同步辐射。体积8第2部分(第47-1014页,2001年3月1日)

CCP4低分辨率阶段研究周末2000年1月,英国约克
《水晶学报》。体积D类56第10部分(第1205-1357页,2000年10月1日)

第十一届小角度散射国际会议1999年5月17日至20日,美国布鲁克海文国家实验室
J.应用。克里斯特。体积33第3部分第1条(第421-868页,2000年6月1日)

第十八届IUCr大会同步辐射卫星会议1999年8月1日至4日,英国达斯伯里实验室
J.同步辐射。体积7第3部分(第115-202页,2000年5月1日)

CCP4数据收集和处理研究周末,英国谢菲尔德,1999年1月
《水晶学报》。体积D类55,第10部分(第1631-1772页,1999年10月1日)

CCP4高分子结晶仪数据库研究周末,英国雷丁,1998年1月
《水晶学报》。体积D类54,第6部分,第1号(第1065-1206页,1998年11月1日)



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