材料基因工程为何需要高通量

汪洪

上海交通大学

摘要

“材料基因”是当今国际材料科技领域正在发展的一种新型的系统性、高效率材料研发理念。随着人们对自然认识的逐步深入与认识能力的不断提高，认识方法也经历了长期演化。数千年来，科学研究跨越了实验观测、理论推演、计算仿真几个阶段，正进入数据密集型的“第四范式”。与此相适应，材料基因工程意在摒弃以试错为基础的传统材料研发方式，将人工智能数据技术与高通量实验和高通量计算深度融合，以前所未有的大量数据为基础，更快、更准地获得成分-结构-工艺-性能间的关系，从而实现对先进材料及工艺进行设计预测，大幅降低研发时间和成本，最终达到材料“按需设计”这一理想境界。在材料基因工程三个核心要素中，数据技术是主动的革命性元素，把材料科学带入科学第四范式。因此，在数据密集时代，快速获取大量材料数据的能力成为关键。在此语境之下，高通量实验与高通量计算可视为提供大量数据的两个根本性来源，是数据技术得以发挥的基础，高通量的意义由此得到了充分体现。