材料科学

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南方科技大学发表最新Nature论文
生物世界· 2025-05-01 12:41
二茂铁与平面环烯金属配合物研究 - 二茂铁(ferrocene)的发现标志着现代有机金属化学时代的开始,其特点是一个或两个平面环烯阴离子对金属进行π配位 [2] - 将金属整合到环烯核心内形成具有金属-碳σ键的平面环烯金属配合物面临合成难度大、环烯非平面性以及金属嵌入困难等挑战 [2] 南方科技大学最新研究成果 - 2025年4月30日,南方科技大学夏海平教授团队在《Nature》发表题为《Metal-centred planar [15]annulenes》的论文,报道了三种金属中心平面型[15]环烯框架的制备 [3] - 对称性最高的片段具有D5h对称性,金属中心由五个相同的五元环共用,密度泛函理论计算表明金属的d轨道与五元环发生共轭作用,使其具有芳香性 [3] - 该框架在结构和光谱方面与金属扩展卟啉有相似性,建立了环烯化学与经典杂原子配位化学之间的联系 [4] 应用前景 - 研究团队指出,金属中心平面环烯系统表现出高稳定性和易功能化特性,可能成为材料科学中有前景的构建模块 [4]
中国工程院院士干勇:人工智能将重塑材料研发过程
机器人圈· 2025-04-22 18:27
人工智能+材料科学 - 人工智能技术正在重塑材料研发过程,实现材料的逆向生成设计,通过理论计算获取材料科学数据,再通过高通量计算生产海量数据,最终反哺人工智能模型以推理未知材料性能 [1] - 谷歌、微软、Meta和字节跳动等科技巨头已布局相同技术路线,即通过计算与数据驱动材料研发 [1] - 成功研发的轻量化材料密度仅为1.68g/cm³,强度与钛合金相当,重量接近镁合金,这一突破得益于人工智能驱动的设计流程 [5] 数据在材料科学中的核心作用 - 数据是人工智能预测水平的关键决定因素,高通量制备与表征技术是快速获取实验数据的核心技术 [3] - 需建设标准化、行业支撑型数据集,这是未来产业的"金山",同时需建立材料全生命周期研究评价设施 [3] - 基于多场环境测试数据可研究材料失效机制,开发大数据算法预测服役寿命并指导设计 [3] 场景创新推动产业变革 - 场景创新是人工智能与实体经济深度融合的关键力量,需结合技术成熟度、市场规模和政策引导三要素 [5] - 钢铁产业存在分散化经营问题(千万吨级钢厂40家,五百万吨级超100家),数字化虽提升效率但加剧产能过剩矛盾 [5] - 通过人工智能场景创新优化产业结构,以平台化建设推动全产业链智慧生产,可解决钢铁行业核心问题 [5] 流程制造业智能化进展 - 中国钢铁工业已形成6大应用模式(平台化设计、智能化制造等),覆盖智慧矿山、智能车间等数十个场景 [6] - 超80%钢铁企业推进智能制造,龙头企已完成四级自动化体系,主要工艺实现智能控制(如高炉平台化、转炉全自动化) [6] - 需围绕制造流程优化、生态产品技术提升等四大方向推动绿色化与智能化发展,重点实施材料基因组计划和分子制造技术 [6] 未来发展方向 - 目标包括创立绿色智能化理论体系、开发垂直模型集群、实现关键品种国产化及建立工业物联网服务平台 [7] - 中国应成为全球冶金教育/研发中心,发展信息自组织与他组织融合的新冶金学 [7] - 人工智能将催生开放动态、多因子嵌套协同的冶金学理论体系 [7]