计算催化，一个模拟和加速发现化学生产催化剂的领域，很大程度上局限于模拟理想化的催化剂结构，但不一定代表现实反应条件下的结构。
匹兹堡大学的斯旺森工程学院与意大利米兰理工大学的催化和催化过程实验室(能源部)合作，通过在反应条件下模拟真实的催化剂，推进了计算催化领域。这项研究发表在ACS催化杂志上，作者是Maestri小组的博士生Raffaele Cheula;米兰理工大学化学工程full professor Matteo Maestri;还有Giannis "Yanni" Mpourmpakis，二百周年校友会成员和皮特化学工程副教授。
“通过我们的工作，人们可以看到，例如，作为催化剂的金属纳米颗粒如何在反应环境中改变形态并影响催化行为。因此，我们现在可以模拟纳米粒子集合，这可以推进纳米粒子应用的任何领域，如纳米医学、能源、环境等。”“尽管我们的应用侧重于催化，但它有潜力整体推进纳米级模拟。”
为了模拟反应条件下的催化作用，研究人员必须考虑催化剂的动态特性，这很可能在整个反应过程中发生变化。为了做到这一点，研究人员模拟了催化剂如何改变结构，这种改变的可能性有多大，以及这种可能性如何影响在催化剂表面发生的反应。
马埃斯特里说:“催化作用是我们日常生活中大多数重要过程的幕后推手:从化学品和燃料的生产到污染物的减少。”“我们的工作为催化中的结构-活性关系的基本分析铺平了道路。这对于寻求在分子水平上的工程化学转化的任何努力都是至关重要的，通过实现对催化剂功能的详细机械理解。多亏Raffaele在Pitt的工作，我们能够将我们小组在微动力学和多尺度建模方面的专长与雅尼小组在纳米材料模拟和计算催化方面的专长结合起来。”
这项工作得到了国家科学基金会和欧洲研究委员会的资助，并得到了位于意大利博洛尼亚的皮特和CINECA研究计算中心的计算支持。
