为什么叫“材料基因组计划”？ 生命世界 Periodic Chart of Amino Acids AG.GT(DNA) 碱基 A.G.CU(RNA) 磷酸 onI in RNA OH X000 五碳糖 Hin DNA RNA和 氨基酸 蛋白质 (脱氧)核糖核苷酸 DNA 借鉴生物：或许材料也有“基因”决定其性能？ 如果掌握了材料“基因”，就找到了按需设计的 钥匙。 材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering
材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering 氨基酸 蛋白质 RNA 和 DNA （脱氧）核糖核苷酸 生命世界 • 借鉴生物：或许材料也有“基因”决定其性能 ？ • 如果掌握了材料“基因”，就找到了按需设计的 钥匙。 为什么叫“材料基因组计划”？
国 物质世界 中子 电子 质子 原子核 电子 基本粒子 原子 分子 晶体 性能 目前还不知如何去定义材 表征 料基因 工艺 。 成分-组织-工艺-性能间 的关系是实现按需设计的 成分 钥匙 组织结构 材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering
材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering • 目前还不知如何去定义材 料基因 • 成分-组织-工艺-性能间 的关系是实现按需设计的 钥匙 基本粒子 原子 分子 晶体 物质世界 成分 表征 组织结构 工艺 性能
中国材料界的共识 ◇MG引技术是材料科学技术的一次飞跃，逐步由“经验指导实 验”向“理论预测、实验验证”的材料研究新模式转变。最 终实现材料“按需设计” “材料基因组”迄今尚无确定的科学涵义。由于历史原因， 已成为这种新思维的代名词。 ◇为我国材料界快速追赶先进国家提供了机遇 ◇2016年起，十三五国家重点研发计划为材料基因组方向设立 40个项目，总计10亿元国拨资金
材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering 18 中国材料界的共识 MGI技术是材料科学技术的一次飞跃，逐步由“经验指导实 验”向“理论预测、实验验证”的材料研究新模式转变。最 终实现材料 “按需设计” “材料基因组” 迄今尚无确定的科学涵义。由于历史原因， 已成为这种新思维的代名词。 为我国材料界快速追赶先进国家提供了机遇 2016年起，十三五国家重点研发计划为材料基因组方向设立 40个项目，总计10亿元国拨资金 MGI技术是材料科学技术的一次飞跃，逐步由“经验指导实 验”向“理论预测、实验验证”的材料研究新模式转变。最 终实现材料 “按需设计” “材料基因组” 迄今尚无确定的科学涵义。由于历史原因， 已成为这种新思维的代名词。 为我国材料界快速追赶先进国家提供了机遇 2016年起，十三五国家重点研发计划为材料基因组方向设立 40个项目，总计10亿元国拨资金
③ 2.材料基因组工作模式 材料科学与工程学院 19 School of Materials Science and Engineering
材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering 2. 材料基因组工作模式 19
材料基因组工作模式 ·1)实验驱动（试出来) 一基于高通量合成与表征实验，直接优化与筛选 （类似 穷举) 一通过快速大量实验，量变引起质变 2)计算驱动（算出来） 基于理论计算模拟，预测有希望的候选材料，缩小实 验范围（先纸上谈兵） 计算引领，实验验证 ·3)数据驱动（算出来） 机器学习，数据挖掘（材料信息学） 基于大量数据，机器学习建立模型，预测出候选材料 材料科学与工程学院 20 School of Materials Science and Engineering
材料科学与工程学院 School of Materials Science and Engineering 材料基因组工作模式 • 1）实验驱动（试出来） – 基于高通量合成与表征实验，直接优化与筛选（类似 穷举） – 通过快速大量实验，量变引起质变 • 2）计算驱动（算出来） – 基于理论计算模拟，预测有希望的候选材料，缩小实 验范围（先纸上谈兵） – 计算引领，实验验证 • 3）数据驱动（算出来） – 机器学习，数据挖掘（材料信息学） – 基于大量数据，机器学习建立模型，预测出候选材料 20