中国版材料基因组计划

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划中国版材料基因组计划　　美国材料基因组计划简介　　东北大学秦高梧　　XX年11月1日　　一、项目背景　　自上个世纪八十年代起，技术的革新和经济的发展越来越依赖新材料的进步。目前，从新材料的最初发现到最终工业化应用一般需要10~20年的时间。例如，作为目前移动电子设备所用的Li电池，从上世纪70年代中期实验室原型到90年代晚期应用，前后花了近20年时间，但是至今还没能应用到电动汽车上，很明显，新材料的研发步伐严重滞后于产品的设计。　　

2、当前，面对竞争激励的制造业和快速的经济发展，材料科学家和工程师必须缩短新材料从发现到应用的研发周期，以期来解决21世纪的巨大挑战。然而，当前的新材料研发主要依据研究者的科学直觉和大量重复的“尝试法”实验。其实，有些实验是可以借助现有高效、准确的计算工具，然而，这种计算模拟的准确性依然很弱。制约材料研发周期的另一因素是从发现、发展、性能优化、系统设计与集成、产品论证及推广过程中涉及的研究团队间彼此独立，缺少合作和相互数据的共享以及材料设计的技术有待大幅度提升。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其

3、的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　图1新材料研发周期示意图　　二、项目的目标　　最近在工程领域出现的集成材料计算与计算机技术相结合范例表明，可以把现有的材料研发周期20~30年缩短到2~3年。《材料基因组计划》拟通过新材料研制周期内各个阶段的团队相互协作，加强“官产学研用”相结合，注重实验技术、计算技术和数据库之间的协作和共享，目标是把新材料研发周期减半，成本降低到现有的几分之一，以期加速美国在清洁能源、国家安全、人类健康

4、与福祉以及下一代劳动力培养等方面的进步，加强美国的国际竞争力。《材料基因组计划》项目在XX年已投入1亿美元。整个目标和具体内容如图2所示。　　图2美国《材料基因组计划》的整个目标和具体内容　　三、主要内容　　材料计算手段　　目前，从电子到宏观层面都有各自的材料计算软件，但是还不能做到高效跨尺度计算以达到材料性能预测的目的；各个软件之间彼此不兼容；由于知识产权问题，彼此不能共享计算工具的源代码。在这方面未来的工作主要集中在以下几个方面：　　建立准确的材料性能预测模型，并依据理论和经验数据修正模型预测；目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，

5、并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　建立开放的平台实现所有源代码共享；　　开发的软件界面友好，以便进一步拓展到更多的用户团体。　　实验手段　　实验为弥补理论计算模型的不足和构架不同尺度计算间的联系；　　补充非常基础的材料物理，化学和材料学的数据，涉及材料的电子，力学，光学等性能数据，构建材料性能相关的成分，组织和工艺间内在联系，并建立庞大的数据库；　　利用实验数据修正计算模型，加速新

6、材料的筛选及高效确定。　　数字化数据库建立　　构建不同材料的基础数据库、数据的标准化以及它们的共享系统；　　拓展云计算技术在材料研发中的作用，包括远程数据存储与共享；　　通过数字化数据库建设，联系科学家与工程师共同高效开发新材料。　　四、研究重点　　面向国家安全的新材料　　轻质防护材料　　电子材料目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　能源存储

7、　　生物替换材料　　密切注重与能源及电子行业相关的矿物　　积极开展能够替代稀少元素的相关新材料研发　　面向人类健康与福祉新材料　　生物相容性材料；　　防护人体受伤的防护材料　　例如，关于防护脑损伤材料，在伊拉克和阿富汗战争中有36万人游创伤性脑损伤，普通民众平时的运动及车祸等美国每年达170万人，相应的医疗费用达600亿美元/年。　　面向清洁能源新材料　　生物质能源转化用催化剂　　人工光合作用材料　　光伏电池材料　　能源存储材料　　汽车轻量化材料　　混合动力、电动汽车及氢能汽车　　下一代劳动力培养　　改变单兵作战，强化“官产学研用”之间的协作

8、与共享机制　　在材料开发领域，强化实验学家、理论学家、计算机人才和工程师之间的密切合作目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，