相較于“人類基因組計劃”的火熱，公眾對于“材料基因組計劃”一直知之甚少。近日，中國工程院院士、中國鋼研科技集團有限公司教授級高工王海舟在京表示，“材料基因組計劃”可以將新材料的研發(fā)速度“至少翻一番”。
傳統(tǒng)的材料研制方法主要為試錯法，即利用現(xiàn)有關于材料的理論與知識經(jīng)驗，通過調(diào)整研究材料配比，進行表征測試和檢驗，最終找到滿足需求的材料。這樣的方法導致材料研發(fā)周期過長，遠不能滿足人們對新材料的需求，“能否有一個更加科學的方法替代試錯法？能不能在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫平臺的基礎上，通過數(shù)學計算、材料的原理來預測要達到某種材料所需要的組成，然后再通過實驗進行合成，并檢測是否符合要求?”王海舟說，正是基于這樣的考量，“材料基因組計劃”應運而生。
他介紹，材料基因組可以反映材料某種特性的“基本單元”及其“組裝”機理。基本單元指能直接反映材料性能差異的最小物質(zhì)單元。不同材料基本單元并非唯一，可以是自然存在的原子、分子、電子、離子、單一相等物質(zhì)粒子，也可以是上述物質(zhì)組合而成的團簇、單元或組合相。
王海舟認為，材料基因組計劃的做法把傳統(tǒng)的“研發(fā)—產(chǎn)品”這一過程整個翻轉(zhuǎn)過來，即從應用需求出發(fā)，倒推符合相應結(jié)構功能的材料。這樣一種顛覆性的改變，意味著需要對各種材料有足夠多的認識和積累，包括結(jié)構組成、性能、工藝優(yōu)化等。“‘材料基因組計劃’不像人類基因組計劃那樣璀璨耀眼，但其意義卻十分重大。”他表示：“‘材料基因組計劃’可以實現(xiàn)材料領域發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變，把新材料研發(fā)和應用速度從目前的10～20年縮短為5～10年。它能夠揭示物質(zhì)構成、不同元素排列與材料功能之間的關系，進而實現(xiàn)有目的地設計新材料。”
傳統(tǒng)的材料研制方法主要為試錯法，即利用現(xiàn)有關于材料的理論與知識經(jīng)驗，通過調(diào)整研究材料配比，進行表征測試和檢驗，最終找到滿足需求的材料。這樣的方法導致材料研發(fā)周期過長，遠不能滿足人們對新材料的需求，“能否有一個更加科學的方法替代試錯法？能不能在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫平臺的基礎上，通過數(shù)學計算、材料的原理來預測要達到某種材料所需要的組成，然后再通過實驗進行合成，并檢測是否符合要求?”王海舟說，正是基于這樣的考量，“材料基因組計劃”應運而生。
他介紹，材料基因組可以反映材料某種特性的“基本單元”及其“組裝”機理。基本單元指能直接反映材料性能差異的最小物質(zhì)單元。不同材料基本單元并非唯一，可以是自然存在的原子、分子、電子、離子、單一相等物質(zhì)粒子，也可以是上述物質(zhì)組合而成的團簇、單元或組合相。
王海舟認為，材料基因組計劃的做法把傳統(tǒng)的“研發(fā)—產(chǎn)品”這一過程整個翻轉(zhuǎn)過來，即從應用需求出發(fā)，倒推符合相應結(jié)構功能的材料。這樣一種顛覆性的改變，意味著需要對各種材料有足夠多的認識和積累，包括結(jié)構組成、性能、工藝優(yōu)化等。“‘材料基因組計劃’不像人類基因組計劃那樣璀璨耀眼，但其意義卻十分重大。”他表示：“‘材料基因組計劃’可以實現(xiàn)材料領域發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變，把新材料研發(fā)和應用速度從目前的10～20年縮短為5～10年。它能夠揭示物質(zhì)構成、不同元素排列與材料功能之間的關系，進而實現(xiàn)有目的地設計新材料。”
