材料研究中的机器学习:过去十年的发展和未来的挑战

本文回顾了过去十年中机器学习(ML)在材料科学研究中的发展,并探讨了未来的挑战和机遇。文章分析了在材料科学中应用机器学习时最常用的工具,包括软件、数据库、材料科学方法和机器学习方法,并指出尽管深度学习技术在增长,传统的机器学习技术仍然占据主导地位。本文还展示了在材料科学基准测试matbench上,形成焓预测的最佳分数随时间的进展,并特别强调了从使用传统机器学习的特征方法到使用图神经网络技术的转变,实现了7倍的错误降低。最后,文章提出了对未来挑战和机遇的看法,重点关注数据规模和复杂性、外推、解释性、获取和相关性等方面。

探索2024年材料行业创新十大趋势

能源、汽车、物流、半导体和建筑行业正在发生的变革,结合不断发展的工业 4.0 ,推动了对新材料的需求。此外,人工智能 (AI)和机器学习 (ML) 的广泛应用,为科学家探索和开发创新材料注入了更强的活力,加快了新材料的上市时间,从几十年缩短到短短几年。材料创新地图,展示了 2024 年十大先进材料技术的影响。目前,初创企业正在开发可持续、反应灵敏的智能材料,这些材料还具有更好的物理特性,例如,生物降解塑料、热适应织物和柔性显示器。包括纳米材料和生物材料在内的新型配方为现有材料赋予了新的功能,同时扩大了创新范围。快速成型制造、先进复合材料和2D材料也促进了各种轻质材料的发展。另外材料信息学和管理、表面工程,也影响着能源、汽车、建筑、生物技术、医疗保健和纺织等多个行业。

先进高分子材料如何担任科技博弈之中的关键角色

在当今科技迅速发展的时代背景下,先进高分子材料崭露头角,成为推动材料领域创新的引擎。特种橡胶、特种工程塑料、特种纤维等先进高分子材料在航空航天及特种装备领域广泛应用,凭借其卓越性能和多功能特性,展现了其巨大的市场潜力。然而,在发展过程中,我们面临着研发成功率低、市场认证时间长、应用量相对较小等挑战。为了克服这些困难,我们需要在政策、技术和市场三方面共同努力只有通过政策支持、技术创新和市场拓展的多管齐下,先进高分子材料才能更好地服务于国家战略需求,为推动我国产业升级和科技进步贡献更大力量,引领我国材料科技走向更为繁荣和创新的未来。

关于材料科学与工程的思考

人类科学技术的发现和发明创造导致现代信息、能源、原子能、航空航天等高技术领域的巨大成就。而材料经过几千年的演变,尤其是20世纪以来,高新技术蓬勃发展,材料科学发生了巨大变化,形成了目前国际公认的一个重大领域—— — 材料科学与工程系统( MSE )。