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材料基因组计划可加快新材料产出

材料基因组计划可加快新材料产出

相较于“人类基因组计划”的火热,公众对于“材料基因组计划”一直知之甚少。近日,中国工程院院士、中国钢研科技集团有限公司教授级高工王海舟在京表示,“材料基因组计划”可以将新材料的研发速度“至少翻一番”。
 
传统的材料研制方法主要为试错法,即利用现有关于材料的理论与知识经验,通过调整研究材料配比,进行表征测试和检验,最终找到满足需求的材料。
 
这样的方法导致材料研发周期过长,远不能满足人们对新材料的需求,“能否有一个更加科学的方法替代试错法?能不能在现有数据库平台的基础上,通过数学计算、材料的原理来预测要达到某种材料所需要的组成,然后再通过实验进行合成,并检测是否符合要求?”王海舟说,正是基于这样的考量,“材料基因组计划”应运而生。
 
他介绍,材料基因组可以反映材料某种特性的“基本单元”及其“组装”机理。基本单元指能直接反映材料性能差异的最小物质单元。不同材料基本单元并非唯一,可以是自然存在的原子、分子、电子、离子、单一相等物质粒子,也可以是上述物质组合而成的团簇、单元或组合相。
 
王海舟认为,材料基因组计划的做法把传统的“研发—产品”这一过程整个翻转过来,即从应用需求出发,倒推符合相应结构功能的材料。这样一种颠覆性的改变,意味着需要对各种材料有足够多的认识和积累,包括结构组成、性能、工艺优化等。“‘材料基因组计划’不像人类基因组计划那样璀璨耀眼,但其意义却十分重大。”
 
他表示:“‘材料基因组计划’可以实现材料领域发展模式的转变,把新材料研发和应用速度从目前的10~20年缩短为5~10年。它能够揭示物质构成、不同元素排列与材料功能之间的关系,进而实现有目的地设计新材料。”




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