Avdelningen för Teoretisk Kemi och Biologi vid KTH, leds av Hans Ågren och består av c:a 60 forskare inklusive befordrade professorer, lektorer, forskarassistenter, postdoktorer och forskarstudenter. Avdelningens forskning omfattar utveckling av teori, metoder och mjukvara för modellering av mikroskopiska system där varje elektron och atom gör skillnad och bygger på fysikaliska principer uttryckta i kvantmekanik, relativistisk kvantmekanik och klassisk fysik. En framträdande del har länge varit kvantmekanikens (kvantkemins) 3:e dimension, dvs modellering av växelverkan mellan ljus och materia och därav materiens egenskaper och spektroskopier. Metodarbetet har alltmer inriktats på s.k. multiskalsmodeller där kopplingen av kvantmekanik och klassisk mekanik står i särskilt fokus. Tillämpningar, ofta i samarbete med experimentalister, omfattar molekylär/nano/bio fotonik och elektronik, katalys, nanoplasmonik, och olika spektroskopier, t.ex. röntgen-, elektron paramamagnetisk- och icke-linjär optisk spektroskopi. Avdelningens främsta mjukvara (DALTON) används i olika tillämpade projekt, t.ex. design av prober för diagnostik av biomolekylära strukturer som framträder vid tidiga sjukdomsstadier (Alzheimeramyloider, cellkanaler, DNA, proteiner), ett exempel visas i figuren till höger.