分子模拟方法和高性能计算的进展为材料领域的虚拟过程工程提供了可能,即可以从微观层面以可视化和在线交互的方式复现并虚拟操控一些纳米材料的完整制备过程并全面测量其机械和热力学性质。本文以晶硅气相化学沉积过程和硅纳米线导热系数的预测为例,探讨并初步展示了这种可能性。文章表明:通过单独调控反应、扩散两种主要控制机制可以揭示它们的竞争协调对所制备的晶体结构与形貌的影响,为其定向调控提供指导与依据;通过大规模的原子模拟,可以直接获得微米以上尺度的硅、碳等材料的机械和热力学性质,克服有限尺寸效应。材料虚拟过程工程的最终实现将为其构效关系的机理研究和优化设计与制备调控提供强有力手段。