Основни циљ истраживања у овој области је разумевање хемијских проблема помоћу модерних рачунарских техника. Теоријске и рачунарске технике омогућавају прецизан опис и предвиђање структуре и функције хемијских и биолошких система и материјала, као и боље разумевање фундаменталних интеракција које леже у основи различитих хемијких процеса. Истраживања обухватају рачунарско моделовање и предвиђање физичко-хемијских особина молекулских система – од малих органских и неорганских молекула и модел система, до комплекса прелазних метала и сложених молекула од важности, како у биолошким системима, тако и у новим технологијама. Посебан акценат је посвећен развоју и примени метода за вишеслојно моделовање. У истаживањима се користе технике као што су: квантно-механичке методе засноване на таласној функцији, методе засноване на теорији функционала густине (DFT), семиемпиријске методе, молекулска динамика, докинг анализа, статистичке методе, претраживања база података, хемометрија, итд. Осим коришћења стандардних метода, развијају се и нови нумерички и рачунарски модели. Проучавају се механизми хемијских реакција, спектроскопске особине молекула, магнетизам, вибронска спрега, спинска стања молекула, однос између хемијске структуре и (ре)активности, конформациона анализа, интеракције пи-система, протеин-лиганд интеракције, хомолого моделовање протеина, одређивање фармакофорних модела, дизајн и пројектовање нових билошки активиних супстанци и материјала са побољшаним својствима.
Истраживања у области молекулског моделовања су мултидисциплинарног карактера и уско повезана са осталим научним областима које се развијају у Центру. Успостављена је активна сарадња са већим бројем тимова, како у самом Центру и Институту, тако и у научним установама у земљи и иностранству, од којих издвајамо:
-
Универзитет у Фрибуру, Швајцарска
-
Универзитет у Кантабрији, Сантандер, Шпанија
-
Универзитет у Ђирони, Шпанија
-
Université Joseph Fourier Grenoble, Француска
-
Aix Marseille Université, Француска
-
J. Heyrovský Institute of Physical Chemistry, The Czech Academy of Sciences, Чешка република
