材料计算模拟是一门随着计算机发展所兴起的涉及材料科学，计算物理学、计算化学等多领域的交叉学科。其特点是基于一定的物理化学原理，利用计算机对特定体系进行原子尺度的模拟计算，研究体系的结构、性质、动力学行为等，预测新材料、发现新机制，为实验提供理论解释和指导，从而在理论科学和实验科学之间架起一道桥梁。该方向细分为如下方向：

　　·低维材料的生长机制

　　·二维传感材料的性能预测

　　·光-热-电功能材料的结构与性质计算

图1　无缺陷碳纳米管模拟
Fig. 1 Atomistic simulation of defect-free single-walled carbon nanotube

图2 碳纳米管手性形成机制
Fig. 2 Formation mechanism of the SWNT chirality