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数据驱动的材料研发新范式：高通量计算与机器学习融合创新

数据驱动的材料研发新范式：高通量计算与机器学习融合创新

摘要：人工智能技术的快速发展正在推动新一轮科技革命，并促进以材料基因工程为代表的数据驱动材料研发体系由经验驱动模式向数据驱动与智能设计协同推进模式转变。围绕高通量计算与机器学习融合驱动下的材料研发范式变革，系统梳理了材料研发范式的演进过程、高通量计算与机器学习的关键技术体系、国内外战略布局与平台建设进展，并分析其对新材料产业生态、科研组织模式及重点材料研发路径的影响。高通量计算支撑材料数据生成与大规模筛选，机器学习则通过快速预筛选和知识挖掘促进材料智能设计闭环迭代，推动材料创新竞争由单一技术能力竞争转向数据资源、计算工具、研发平台与组织体系协同能力的综合竞争。中国已初步具备相关建设基础与竞争力，后续可围绕核心软件自主化、高质量数据积累、标准体系完善，以及研发链与产业链贯通等方面持续提升。高通量计算与机器学习的深度融合，正在推动材料研发由第四范式向第五范式演进，并持续重塑新材料创新的技术体系、产业生态与科研组织逻辑。
新材料 2026年09月24日
透明超疏水材料的制备及其应用

透明超疏水材料的制备及其应用

摘要：超疏水材料由于其独特的非浸润性引起人们的广泛关注，近年来得到迅猛发展，各种适用于不同领域的功能性超疏水表面应运而生。其中，透明超疏水材料因其在光学领域的特殊贡献受到人们的青睐。透明疏水涂层技术对于实际应用具有重要的意义，透明涂层不仅可以满足光学器件防护的高透光率，还可以维持防护本体的基本外观，在自清洁、防污、防冰防雾、防腐蚀等领域都展示出广阔的应用前景。本文系统地阐述了超疏水表面以及其中功能性的透明超疏水表面的最新进展、表面的设计、制造和重要应用。尽管已经取得了重大进展，但是目前超疏水材料在耐久性方面还存在诸多问题，例如，容易被机械外力破坏、极端环境下表面的超疏水性质不稳定以及老化等问题，限制了透明疏水涂层技术的大范围应用。在未来的研究中，一方面继续丰富相关的理论知识，为透明疏水涂层技术的应用提供更多的理论支持，另一方面，提高涂层的透明度和机械耐久性能仍是未来研究的重中之重。
新材料 2024年05月07日
铜纳米材料的研究进展

铜纳米材料的研究进展

摘要：铜纳米材料作为透明电极材料氧化铟锡（ＩＴＯ）最有潜力的替代材料而备受关注。然而铜纳米材料在空气中易被氧化，这大大限制了其应用，因此，制备具有抗氧化性的铜纳米材料成为目前研究的焦点。本文主要综述了液相还原法制备铜纳米材料的研究进展，以及铜纳米材料的稳定性研究，同时还介绍了铜纳米材料的应用。
新材料 2025年11月03日
低碳能源化工AI基础模型与新材料智能发现平台

低碳能源化工AI基础模型与新材料智能发现平台

摘要;实现“双碳”目标需要能源、化工和材料等多个领域协同, 但其核心科学问题解决与关键工程技术实现的速度受传统研发范式掣肘, 亟需突破. 以基于“小数据”的主动学习和基于“大数据”的基础模型为代表的人工智能(AI)技术深刻改变了领域研究范式, 垂直领域AI基础模型重构并建立了低碳能源化工领域的新一代知识网络,新材料智能发现平台标志着AI for Science的研究新范式在低碳能源化工领域的落地. 近年来, 研究者在低碳能源化工领域的多层次多尺度主动学习框架和AI基础模型上开展了一系列研究, 本文将详细介绍相关工作并对低碳能源化工与人工智能交叉领域的机遇、挑战与展望进行讨论.
新材料 2025年12月23日
机器学习在永磁材料研究中的应用进展

机器学习在永磁材料研究中的应用进展

摘要: 永磁材料在现代工业与科学技术中发挥了重要的作用。近年来,借助机器学习方法在预测和优化永磁材料的制备与应用方面取得了巨大的发展。较为全面的综述了机器学习在永磁材料研究中的应用,介绍了机器学习的学习流程和常用的机器学习算法,综述了机器学习技术在微观特性分析与结构优化、磁性能预测与成分优化、探索新材料等方面的研究进展。提出了机器学习在永磁材料领域所面临的问题,包括数据维度高、样本量有限、噪音干扰大、缺失值较多等。在未来研究中,应深入研究并探索新的算法和优化策略,扩充数据集规模,以及结合智能化实验技术加快永磁材料的研发与改进。
新材料 2026年03月26日
聚噻吩基吸波材料研究进展

聚噻吩基吸波材料研究进展

摘要：简单介绍了电磁屏蔽的机理，简述了聚噻吩及其衍生物类吸波材料的分类，综述了近几年国内外有关聚噻吩单元、二元及多元复合材料的吸波性能研究，展望了聚噻吩及其衍生物作为新型微波吸收材料的发展前景。
新材料 2024年05月07日
石墨烯增强SiC/Al界面结合的第一性原理研究

石墨烯增强SiC/Al界面结合的第一性原理研究

摘要：为改善SiC/Al 界面结合强度，在其界面处引入石墨烯中间层作为增强相。采用第一性原理计算方法，建立了18 种Al/单层石墨烯/SiC(0001)-Si 和Al/双层石墨烯/SiC(0001)-Si 界面模型，分别研究单层石墨烯和双层石墨烯增强SiC/Al 的界面结合情况。结果表明：石墨烯增强后的SiC/Al 界面具有强界面特征，界面处Si 原子和Al 原子与石墨烯层C原子均以共价键与离子键的混合形式成键。其中，双层石墨烯增强SiC/Al 界面分离功最大值为6.23 J/m2，界面间距为2.15 Å；而单层石墨烯增强SiC/Al 界面最大值仅为4.41 J/m2，界面间距为2.15 Å。这表明双层石墨烯比单层石墨烯更能有效改善SiC/Al 界面润湿性，显著增强SiC/Al界面结合强度。
新材料 2026年02月06日
纳米线储能材料与器件战略价值及技术挑战

纳米线储能材料与器件战略价值及技术挑战

摘要：在全球碳中和目标与能源安全战略的双重驱动下，纳米线储能材料与器件凭借其独特的结构优势与性能可扩展性，已成为推动下一代高性能储能技术发展的核心引擎。文章系统总结了纳米线材料在储能电池、柔性及微纳储能器件等领域的突破性进展，揭示其在新型电力系统快速响应、柔性电子能源自主化、低空经济高能量密度需求等战略场景中的关键价值。同时，针对多物理场耦合调控机制缺失、多粒子协同输运机制不明及跨尺度功能集成矛盾等挑战，提出构建“基础理论−器件工程−产业生态”协同创新体系，通过多场耦合原位表征、外场协同制造及数据驱动研发范式，推动技术从实验室向产业化跃迁，为抢占全球储能技术制高点提供战略支撑。
新材料 2026年03月09日
减振降噪声学超材料的研究与应用进展

减振降噪声学超材料的研究与应用进展

摘要：分析减振降噪声学超材料的研究进展，围绕减振降噪超材料研究领域的3 个方向（拓宽带隙、可调带隙和多功能集成）阐述不同类型超材料的机理，比对其减振降噪特性。并在此基础上进一步介绍声学超材料在船舶海洋等实际工程中的应用。超材料利用对结构（包括几何与材料）的设计改变其等效物性参数，以实现声学设计中阻抗匹配或失配的需求，从而实现减振降噪。分析结果表明，超材料的研发与使用将大大拓展船舶减振降噪途径的选择范围，并可以帮助克服低频减振降噪的瓶颈。
新材料 2024年10月16日
氢对非晶合金结构与性能影响的研究进展

氢对非晶合金结构与性能影响的研究进展

摘要：非晶合金较传统晶体材料有良好的氢渗透性和储氢性能，在新能源领域拥有极大的应用前景，因此研究氢对非晶合金的影响具有重要意义。本文综述了氢对非晶合金结构、热稳定性及非晶形成能力的影响，阐述了氢对非晶合金性能的影响机制，并就氢对非晶合金影响研究中遇到的问题与挑战进行了展望。本文为研究非晶合金在储氢等新能源领域的应用提供了理论依据，对推动非晶合金的功能性应用有现实意义，从而助力我国“双碳”目标的实现。
新材料 2026年04月29日