新華社上海3月22日電(記者吳振東)研發(fā)高強度、耐高溫、輕質(zhì)化、功能化兼具的先進樹脂基復(fù)合材料,是解決航空航天等領(lǐng)域先進裝備制造難題的關(guān)鍵。
近日,高分子材料基因組研發(fā)平臺在華東理工大學(xué)誕生。平臺通過對高分子材料研發(fā)中的結(jié)構(gòu)性能進行數(shù)據(jù)挖掘,并集成機器學(xué)習(xí)性能預(yù)測、結(jié)構(gòu)設(shè)計、配方
及工藝參數(shù)優(yōu)化等功能,使高性能高分子材料的研發(fā)大大提速。
平臺開發(fā)團隊負責(zé)人、華東理工大學(xué)教授林嘉平表示,隨著人工智能等新技術(shù)的發(fā)展,新材料研發(fā)工作正逐漸從科學(xué)家“經(jīng)驗試錯”階段轉(zhuǎn)入“智能制造”
階段,高分子材料基因組研發(fā)平臺便是大數(shù)據(jù)、人工智能與高分子材料研發(fā)領(lǐng)域開展融合創(chuàng)新的一項成果。
數(shù)據(jù)庫是構(gòu)筑這一平臺的基石。據(jù)介紹,團隊目前已建成樹脂結(jié)構(gòu)性能數(shù)據(jù)庫和基團間化學(xué)反應(yīng)數(shù)據(jù)庫,包含3萬多種聚合物近15萬條性能數(shù)據(jù)、58516種
基元反應(yīng)模板的近140萬條化學(xué)反應(yīng)數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上,團隊創(chuàng)建了面向高分子10余種性能的機器學(xué)習(xí)預(yù)測模型,使平臺具備數(shù)據(jù)檢索、性能預(yù)測、配方優(yōu)化等
多項功能。
科研人員向記者演示:當(dāng)用戶使用該平臺進行高分子材料性能預(yù)測時,先點擊菜單項中的“繪制結(jié)構(gòu)”,繪制出某種環(huán)氧樹脂和固化劑的結(jié)構(gòu)式,再點擊
“開始預(yù)測”,短短幾秒,頁面就會顯示后臺計算出的該環(huán)氧樹脂在力學(xué)、熱學(xué)、介電等方面的性能預(yù)測數(shù)據(jù)。
“相比在實驗室人工化學(xué)合成高分子材料,進而驗證其性能,這種虛擬設(shè)計、高通量預(yù)測的方法可大大提高新材料的研發(fā)效率。”林嘉平說。
運用該方法,林嘉平團隊已研制出系列先進復(fù)合材料基體樹脂,如固化溫度小于300攝氏度、5%熱分解溫度大于650攝氏度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大于600攝氏
度的新型耐高溫、易加工硅萘炔和硅芴炔樹脂,耐高溫、高韌性的新型聚硅炔酰亞胺樹脂等。這些新型樹脂經(jīng)相關(guān)科研單位開展復(fù)合材料及構(gòu)件性能評價,解決
了我國在高性能高分子材料領(lǐng)域的部分需求。