科学报国正当时｜材料研发居然能“开倍速”？这个新专业有点酷！

谈起材料研发，你会想到什么？对着试管抓耳挠腮调配方？为验证一项工艺熬夜做实验？在材料智能技术专业的科研实践中，人工智能正在颠覆传统材料研发模式。未来，或许敲几行代码，AI就能帮你算出最优材料成分和结构；用数字技术“一键模拟”，直接跳过大部分试错环节，找到最佳工艺。

作为2024年教育部新设立的本科专业，材料智能技术学什么？有哪些特色和优势？未来发展如何？本期《科学报国正当时》栏目带您一探究竟。

近十年来，人工智能技术得到快速发展，在工业制造、科学研究等领域展现出强大的赋能作用。传统的基于经验和试错的设计、开发新材料的方法，效率低、周期长、成本高。随着材料数据的不断增加，用人工智能技术发现新材料、设计新材料，已经取得了很大的发展。

“我们在国内率先创办材料智能技术专业，就是为了响应国家对新材料技术发展的战略需求，并主动适应新材料研发模式的变革。”中国工程院院士、北京科技大学高精尖学院院长谢建新介绍，材料智能技术将人工智能技术与材料研发相结合，旨在推动材料在高效计算、自主实验、材料大数据技术、材料智能化制备加工技术等方面的发展，培养能够应对未来材料领域智能化高质量发展需求的复合型人才。

新材料的研发与国家的发展息息相关，它是科技创新的基石，更是推动产业升级、保障国家安全的核心要素之一，每一次的突破都彰显着自主创新的力量。谢建新举例说，比如高性能的钛合金具有非常好的耐腐蚀性，可以用在海洋工程、化工领域等，但它现在的造价却十分高昂。“所以，怎么开发性能又好，成本又低的钛合金，就是我们正在攻克的难题。而我们专业的出发点，就是要培养学生能够用人工智能的技术和思想，来解决实际生产中的材料技术问题、工程问题。”

谢建新表示，不同于材料科学与工程主要侧重于传统的材料特性研究和应用开发，材料智能技术更注重技术的交叉融合，将计算模型、数据分析和智能化技术融入材料的研发过程中，利用云计算、大数据、人工智能和数字孪生等信息技术，实现材料的高通量计算、多尺度计算、智能化数字实验和快速性能预测与分析。

“人工智能技术的发展为我们传统学科带来了新的机遇。”付华栋，高精尖学院执行院长，本硕博均就读于北京科技大学，在谢建新院士的带领下，主要围绕着高端制造用的关键基础材料，如铜合金、铝合金、高温合金，开展材料的智能设计与制备加工相关的基础理论以及应用技术等科研与教学工作。

在攻克高端集成电路引线框架用的高强高导铜合金时，面对强度与导电性“此消彼长”的技术瓶颈，付华栋和团队通过构建高性能铜合金专题数据库和智能设计平台，仅用3年左右便突破了美西方的技术垄断，开发出具有自主知识产权的高端引线框架铜合金材料并实现产业化，填补了国内空白。

“如果按照传统研发合金的方式，大概需要10年-20年，所以，这也体现了我们材料智能技术的优势，那就是降低新材料的研发成本，提高研发效率。”付华栋说。

从“十年磨一剑”到“智造加速度”，“材料+AI”无疑打开了一扇新的科研大门。

出品人

杨　谷

总监制

宋乐永 战　钊

总策划

宋雅娟 蔡　琳

记　者

宋雅娟 肖春芳

编　导

肖春芳 宋雅娟

统　筹

张　蓉

特别鸣谢

北京科技大学

联合出品

中国科协科普部 光明网

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