自美國 2011 年實施材料基因組計劃(Materials Genome Initiative,MGI),現(xiàn)已成為全球材料創(chuàng)新研發(fā)的強大助推劑,將高通量實驗、材料數(shù)據(jù)和高通量計算三要素有機結(jié)合,加速材料創(chuàng)新性研發(fā)并降低成本。MGI 將成分-工藝-組織-性能的關(guān)聯(lián)集成化、跨尺度分析,將材料的研發(fā)由傳統(tǒng)經(jīng)驗式提升到科學設(shè)計。高通量材料計算和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是材料基因工程的重要組成部分,通過材料的高通量熱力學/動力學計算、高通量相場模擬、數(shù)據(jù)挖掘和性能預測,實現(xiàn)材料合金成分、制備工藝、微觀組織結(jié)構(gòu)和宏觀力學性能的調(diào)控及優(yōu)化,為新材料的開發(fā)設(shè)計提供指導,實現(xiàn)產(chǎn)品全制備周期的數(shù)字化、智能化管理,提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、降低產(chǎn)品研發(fā)周期和成本、提升企業(yè)的核心競爭力。
已投入成本 300 萬元,目前處于技術(shù)成熟的研發(fā)階段。
市場分析: 材料科學-物理學-計算科學的交叉融合,發(fā)展了納觀-微觀-介觀-宏觀尺度計算模擬,包括第一性原理、熱力學、動力學、相場組織模擬、宏觀模擬的多場、多相耦合跨尺度計算。跨尺度的計算可劃分為納觀(<10-7m)、介觀(介于 10-6m 與10-4m 之間) 、微觀(介于 10-7m 到 10-6m) 和宏觀(>10-4m)。目前,基于材料基因工程的高通量材料計算與數(shù)據(jù)挖掘已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外新材料設(shè)計與制備領(lǐng)域,實現(xiàn)了新產(chǎn)品的開發(fā)和已有產(chǎn)品的工藝性能優(yōu)化。 投資估算和經(jīng)濟效益分析: 投資金額較為靈活,需針對具體問題制定服務(wù)方案。基于材料基因工程的高通量材料計算與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠用于新產(chǎn)品的開發(fā)和已有產(chǎn)品的工藝性能優(yōu)化,可提高新產(chǎn)品的研發(fā)速度并降低成本。
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