沸石合成是一个极为复杂的化学物理过程，涉及缩合反应、凝胶转换、晶体成核和生长等关键步骤，其中结构导向剂起着极其重要的作用。但是合成过程的微观机理是很不清楚的，沸石合成方法的研究主要依靠经验寻找合成条件和参数。使用计算机模拟方法对沸石合成的机理进行研究，有助于在分子水平上理解微孔晶体的生成过程以及结构导向效应。我们尝试着从两个方向出发使用计算机模拟方法研究沸石合成的机理：一是从上之下，通过已知的宏观的实验数据，用理论计算方法从微观尺度上解释和预测实验现象。这包括用原位核磁获得反应初期碎片的化学位移，通过量子化学计算屏蔽张量确定分子碎片结构； 用 X 射线衍射获得的合成的晶体结构信息，通过分子模拟方法计算结构导向剂和晶体的结合能、电荷及结构分布信息，从而理解结构导向效应等。二是从下至上，首先通过量子化学计算研究寡聚反应的过渡态、反应路径和机理；其次，通过拟合量子化学计算的数据获得适用于沸石的反应力场；再应用反应分子动力学方法模拟溶液中的缩合反应、研究反应的机理及结构导向效应。我们通过开发提高采样效率的副本交换反应动力学(RE-RMD)方法解决分子动力学模拟的时间尺度问题，实现了在接近实验条件下用反应动力学模拟沸石合成初期的化学缩合反应。