材料基因工程的案例
材料創新從20年縮短到2年？材料基因組工程揭秘
當前，在中國，降低核心關鍵材料的對外依存度的緊迫性正越來越凸顯。
中國材料科學界在1999 年6 月召開主題為"發現和優化新材料的集成組合方法"的第118 次香山科學會議，尋找加速發現新材料的有效途徑。2011 年12 月，中國科學院和中國工程院主辦主題為"材料科學系統工程"的第S14 次香山科學會議，研究中國應對MGI 的策略，并在隨后3 年中，多次組織以材料基因組計劃為主題的研討會、報告會，使得中國材料界對材料基因組技術的認識不斷深入，形成基本共識。2014 年，中國科學院和中國工程院分別向國務院提交咨詢報告，建議盡快啟動實施中國材料基因組計劃。
2016年8月8日，國務院印發《“十三五”國家科技創新規劃》，面向2030年的15個重大科技項目就包括“重點新材料研發及應用：重點研制碳纖維及其復合材料、高溫合金、先進半導體材料、新型顯示及其材料、高端裝備用特種合金、稀土新材料、軍用新材料等，突破制備、評價、應用等核心關鍵技術”。提出發展變革性的材料研發與綠色制造新技術，“重點是材料基因工程關鍵技術與支撐平臺”。
2017年4月，中國科技部發布《“十三五”材料領域科技創新專項規劃》，從四個層面部署了材料領域發展目標：
發揮材料的基礎性和支撐性特征，大力推進量大面廣的傳統（基礎）材料技術提升，滿足國家建設需求、實現節能減排；
發揮材料的先導性特征，重點發展戰略性電子材料、先進結構材料、新型功能與智能材料，滿足戰略性新興產業的發展需求；
發展前瞻性材料技術，突破納米材料技術、材料基因工程技術，形成新的技術和經濟增長點；
加強材料基地與人才隊伍建設，增強材料領域的持續創新能力。
2018年7月，來自云南省科技廳的消息稱，稀貴金屬材料基因工程已正式在云南省啟動實施。
展開 這種新型航發熱障涂層材料最高使用溫度可達1800℃，全世界只有我國在做！
馮晶：高溫熱障涂層領域，之前全球范圍內都是做到2 層、3 層，通過我們的改良，可以做到8 層或是10 層，我們的多級梯度功能熱障涂層材料不僅具有高效隔熱的功能，同時還具有防腐蝕、抗磨損、長壽命的作用。其他研究還包括高溫陶瓷材料的焊接、高溫合金材料的開發等。
我們比較有特色的一項研究是稀貴金屬材料在高溫領域的應用，針對發動機部件上高溫陶瓷涂層與鎳基超高溫合金的粘結效果不好的問題，兩者之間會加一種粘結層合金，國際上常用的粘結層合金是NiCoCrAlY，但是它超過1100℃后氧化速度非常快，難以在更高的溫度下使用。我們在這種材料中增加了Pt，或者是單獨增加了一個貴金屬粘結層，這樣就創造了更高溫度下的粘結層使用環境，這種材料目前已經開始應用。這項研究在高溫材料領域是非常重要的，也是粘結層材料在世界范圍內的一個新突破。
熱障涂層材料與3D 打印技術的相互結合，比如在制作粘結層合金過程中，3D 打印技術就非常適用，在今年啟動了云南省稀貴金屬材料基因工程，其中一項重要工作就是熱障涂層的粘結層部分由稀貴金屬材料來制作，主要的方式就是通過3D 打印/ 激光成形的方法在基體材料表面制備一層稀貴金屬材料，這樣就能實現耐高溫、抗氧化的性能。云南稀貴金屬材料基因工程的一大功能就是服務于我國航空航天領域，研發新型合金材料。
現在的合金成分越來越復雜，甚至有了8 元、10 元系的合金，人已經無法完成工作量如此巨大的試驗工作，但是通過材料基因工程，我們就會很容易發現和研制出新的粘結層合金材料，可以整體實現熱障涂層對于航空發動機技術進步的推動作用。
航空制造網：云南省稀貴金屬材料基因工程重大科技項目于2018 年3 月啟動，您擔任計算與數據庫首席科學家，工作的主要內容是什么？請談一下這個項目對于材料研究的重要意義？
展開 中國細胞生物學學會細胞工程與轉基因生物分會/陜西省細胞生物學學會2018年年會在陜西師范大學成功召開
會議期間，中國細胞生物學學會細胞工程與轉基因生物分會召開了第三屆委員會第三次會議。分會會長、空軍軍醫大學邊惠潔教授向委員們匯報了近年來分會的工作和取得的成績，傳達了中國細胞生物學學會對分會工作的要求，向積極參加分會活動的各單位頒發了“科普活動優秀獎”獎金和榮譽證書。分會秘書長孔令敏副教授傳達了中國細胞生物學學會的科普工作精神和要求。
資料來源：中國細胞生物學學會官網，11月5日
“十三五”科技創新規劃發布 大力發展復合材料新技術
圍繞重點基礎產業、戰略性新興產業和國防建設對新材料的重大需求，加快新材料技術突破和應用。發展先進結構材料技術，重點是高溫合金、高品質特殊鋼、先進輕合金、特種工程塑料、高性能纖維及復合材料、特種玻璃與陶瓷等技術及應用。發展先進功能材料技術，重點是第三代半導體材料、納米材料、新能源材料、印刷顯示與激光顯示材料、智能/仿生/超材料、高溫超導材料、稀土新材料、膜分離材料、新型生物醫用材料、生態環境材料等技術及應用。發展變革性的材料研發與綠色制造新技術，重點是材料基因工程關鍵技術與支撐平臺，短流程、近終形、高能效、低排放為特征的材料綠色制造技術及工程應用。
新材料技術
1.重點基礎材料。著力解決基礎材料產品同質化、低值化，環境負荷重、能源效率低、資源瓶頸制約等重大共性問題，突破基礎材料的設計開發、制造流程、工藝優化及智能化綠色化改造等關鍵技術和國產化裝備，開展先進生產示范。
2.先進電子材料。以第三代半導體材料與半導體照明、新型顯示為核心，以大功率激光材料與器件、高端光電子與微電子材料為重點，推動跨界技術整合，搶占先進電子材料技術的制高點。
3.材料基因工程。構建高通量計算、高通量實驗和專用數據庫三大平臺，研發多層次跨尺度設計、高通量制備、高通量表征與服役評價、材料大數據四大關鍵技術，實現新材料研發由傳統的“經驗指導實驗”模式向“理論預測、實驗驗證”新模式轉變，在五類典型新材料的應用示范上取得突破，實現新材料研發周期縮短一半、研發成本降低一半的目標。
4.納米材料與器件。研發新型納米功能材料、納米光電器件及集成系統、納米生物醫用材料、納米藥物、納米能源材料與器件、納米環境材料、納米安全與檢測技術等，突破納米材料宏量制備及器件加工的關鍵技術與標準，加強示范應用。
5.先進結構材料。
展開 
基因調控為鋼鐵材料穿上仿生外衣 上海海事大學在微生物腐蝕領域研究取得新進展
記者從上海海事大學獲悉，該校海洋科學與工程學院劉濤副教授課題組通過基因編輯的方法，首次在國際上提出利用海洋微生物誘導礦化抑制鋼鐵材料腐蝕的概念，并研發了一種新的綠色防腐蝕方法，其抑制腐蝕效果優于傳統防腐蝕涂層，且具有自修復功能。
"海洋環境中的腐蝕問題是一個國際性難題，不僅會引起巨大的經濟損失，還會給海洋工程的安全性造成難以預計的危害。傳統防腐蝕方法大多依靠化學或電化學手段，成本高、過程繁瑣且易對環境造成危害。"劉濤介紹。
劉濤課題組與中國科學院南海海洋研究所王曉雪研究員團隊合作研究發現，一種南海提取的非致病海洋細菌可在材料表面形成類似于貝殼的礦化膜，通過基因層面的調控，可賦予其優異的防腐蝕性能，其防腐性能甚至高于傳統的防腐涂層。另外，課題組還發現鋼鐵材料中的某些成分，會影響這種礦化膜的生成，因此，課題組還與寶鋼中央研究院高珊博士團隊合作，正在開發一種可以調控生物膜生長的新型耐蝕鋼。這種耐蝕鋼一方面可以經受南海苛刻環境的腐蝕，一方面又不會抑制鋼鐵表面珊瑚蟲的附著生長，因此有望應用于南海島礁建設和珊瑚礁的修復等領域。
圖說:劉濤團隊研究成果被選為《美國化學會·應用材料及界面》雜志封面 來源/上海海事大學
目前，這項工作已經引起國內外專家的廣泛關注，并有望應用于南海耐蝕鋼的研發。
來源：新民晚報
展開 專利技術注入“長壽基因”，日企Flask藍色TADF材料正式邁入459nm，OLED顯示產業革新在即
近日，株式會社V-TECHNOLOGY（以下稱為“V-TECH”）子公司株式會社Flask（以下稱為“Flask”）在OLED發光材料領域取得重要突破，利用現有專利技術，Flask成功研發出了已初步具備產業化能力的高效藍色熱活化延遲熒光（thermally activated delayed fluorescence, TADF）材料。
相較于當前主流的藍色熒光材料，Flask藍色TADF材料憑借其更匹配產業化需求的性能優勢，預計將推動OLED發光材料及下游OLED顯示領域新一輪的技術浪潮。
OLED藍色材料，是皇冠上的明珠亦是阿喀琉斯之踵
受益于在自由形態、快速響應、高對比度、極致色彩表現等方面所展現出的差異化競爭優勢，OLED現已成為業內最炙手可熱的顯示技術之一，也為近年來終端市場在柔性顯示、透明顯示等新興應用上的持續探索提供了穩固的現實基礎和充分的想象空間。
從OLED面板結構出發，可將OLED材料按照在元器件中的位置大致分為電極材料、基板材料和終端材料三大類。其中，發光材料作為終端材料的核心部分，直接決定了面板的光學特性，也是全產業鏈中技術壁壘最高的細分領域之一。而在三基色的發光材料中，藍色材料的發展又一度相對滯后，高性能藍色材料的匱乏也一直是OLED顯示技術謀求進一步革新所面臨的關鍵挑戰。
從1987年至今，全球OLED顯示技術已歷經三十余年的發展，但受限于壽命、色準等問題，現階段的量產應用中，藍色仍普遍采用第一代熒光材料，其效率遠低于已迭代到第二代磷光材料的紅綠色，系制約當前OLED顯示技術的主要短板，以智能手機的OLED屏幕為例，藍色部分在總功耗中的占比往往高達一半以上。
展開 關于 “材料科研”的知識重點！
在國家提出“材料基因工程”項目大背景下，采用多尺度材料模擬計算在探索物質世界微觀機理，預測新材料和新性能，模擬極端環境下材料性能等方面發揮著越來越重要的作用。
軟研研究院特舉辦“第一性原理計算方法及應用”和“LAMMPS分子動力學技術與應用”專題培訓課程。
培訓特特色：
1、小班授課，培訓教室配備有服務器、投影；
2、對知識進行系統講解，由淺入深，配合案例解析邊講邊練，讓學員能運用模擬軟件針對每個技術點進行上機操作；授課老師和助教現場解決學員提出的各種專業問題，針對性的分析學員需求并提供指導，從而更好地滿足學員不同方面的科研需求；
3、課堂上建立專屬班級交流平臺，學員學完后可以繼續在班級群與老師同學交流問題，鞏固學習內容。參加一次培訓，后期可以免費再參加一次。
具體通知內容請聯系：招生部 咨詢QQ: 85329991 手機： 15510057995
詳細內容鏈接：http://flac3d.cn/hdp/lam/zsb.html
展開 第十講：基于分子級的動力電池材料研發創新｜達索系統百世慧?
在電池材料研發領域中，傳統的實驗手段面臨著“炒菜”試錯的窘境，而僅僅依賴于單一的計算手段又會受限于算法效率，無法有效求解實際所面臨的復雜工程問題。達索系統BIOVIA將材料虛擬仿真技術與數據智能分析技術結合，配合實驗室信息化手段，幫助客戶來有效提高研發效率。
基于分子模擬和人工智能的新一代材料虛擬仿真，是第四研發范式的重要支撐。以材料虛擬仿真技術為核心的材料基因工程融合數字化技術和材料研發，是“中國制造2025”的關鍵內容之一，已作為重大戰略任務在“新材料重大工程”專項中布局。
達索系統BIOVIA的電芯材料設計解決方案基于分子模擬和數據科學技術，通過提供先進的預測分析和機器學習技術幫助科研工作者理解電芯在工業應用中材料在分子層級的變化機理，快速進行虛擬設計、測試、迭代、優化，助力研發流程優化。本次講座還將分享在新型正負極材料開發，液態/固態電解質篩選，固體電解質膜等鋰離子電池熱點研發領域中的應用案例。
會議信息 AGENDA
2022年5 月 24 日 14:00 -15:00
講師介紹 SPEAKER
胡銳骎 博士
達索系統技術咨詢部 BIOVIA 解決方案顧問
10年材料分子模擬經驗，參加過多個與功能材料相關的性質預測、配方篩選與工藝優化等聯合科研項目。曾為包括深圳比亞迪、天津力神、上海恩捷新材料、中航鋰電等新能源企業以及中山大學、中科院化學所、廣西大學、煙臺大學等眾多學術單位提供分子模擬軟件規劃配置與技術支持。
報名鏈接：
https://3ds.
tbh5.com/dia
nchi/EventDe
tail.aspx?ei
d=622&f=best
way
* 會議不收取任何費用
展開 ABAQUS-復合材料工程應用案例大合集-快速提高abaqus工程應用技能
ABAQUS-復合材料工程應用案例大合集-快速提高abaqus工程應用技能
【工程材料】一看全懂！機械工程師必知的24種常用金屬材料及其特性
5、35——各種標準件、緊固件的常用材料
主要特征: 強度適當，塑性較好，冷塑性高，焊接性尚可。冷態下可局部鐓粗和拉絲。淬透性低，正火或調質后使用應用舉例: 適于制造小截面零件，可承受較大載荷的零件：如曲軸、杠桿、連桿、鉤環等，各種標準件、緊固件。
6、65Mn——常用的彈簧鋼
應用舉例:小尺寸各種扁、圓彈簧、座墊彈簧、彈簧發條，也可制做彈簧環、氣門簧、離合器簧 片、剎車彈簧、冷卷螺旋彈簧，卡簧等。
7、0Cr18Ni9——最常用的不銹鋼（美國鋼號304，日本鋼號SUS304）
特性和應用: 作為不銹耐熱鋼使用最廣泛，如食品用設備，一般化工設備，原子能工業用設備。
8、Cr12——常用的冷作模具鋼（美國鋼號D3，日本鋼號SKD1)
特性和應用: Cr12鋼是一種應用廣泛的冷作模具鋼，屬高碳高鉻類型的萊氏體鋼。該鋼具有較好的淬透性和良好的耐磨性；由于Cr12鋼碳含量高達2.3%，所以沖擊韌度較差、易脆裂，而且容易形成不均勻的共晶碳化物；Cr12鋼由于具有良好的耐磨性，多用于制造受沖擊負荷較小的要求高耐磨的冷沖模、沖頭、下料模、冷鐓模、冷擠壓模的沖頭和凹模、鉆套、量規、拉絲模、壓印模、搓絲板、拉深模以及粉末冶金用冷壓模等。
9、DC53——常用的日本進口冷作模具鋼
特性和應用: 高強韌性冷作模具鋼，日本大同特殊鋼（株）廠家鋼號。高溫回火后具有高硬度、高韌性，線切割性良好。
展開 精彩回顧 | 2024 FLOW-3D中國用戶大會圓滿收官
John Wendelbo，以《FLOW-3DHydro于行業應用現況、高性能計算、搭配FLOW-3D(x)的設計自動化、未來的發展及近期將推出的新功能》為題作報告
本屆大會特邀中交上海航道勘察設計研究院有限公司、日本東北大學、西北工業大學材料學院、三峽大學、華北水利水電大學、天津大學、哈爾濱工業大學（深圳）材料基因工程及大數據研究院、中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司、西北有色金屬研究院、重慶交通大學、上海交通大學等用戶企業/單位的技術專家，他們現場分享了FLOW-3D、FLOW-3D HYDRO、FLOW-3D WELD、FLOW-3D AM 在流體動力、水利環境、航天、焊接、增材制造等領域的應用成果和實戰經驗。
展開 
【兩刊動態】《材料工程》《航空材料學報》繼續入編北大《中文核心期刊要目總覽》
編輯部兩本期刊《材料工程》《航空材料學報》繼續入編《中文核心期刊要目總覽》2020年版（即第9版）一般工業技術類和金屬學與金屬工藝類核心期刊。衷心感謝各位關注以及幫助兩刊的科研工作者們，也請繼續支持兩刊的工作更上一層樓！
第七屆全國材料物理模擬和數值模擬學術會議在福州召開
2018年12月5日至8日，由中國機械工程學會材料分會、中國科學院金屬研究所、東北大學、中鋁中央研究院、河南理工大學、先進焊接與連接國家重點實驗室、材料成形與模具技術國家重點實驗室、有色金屬共性技術河南省協同創新中心等八家單位聯合主辦，由中鋁中央研究院東南分院承辦的“第七屆全國材料物理模擬及數值模擬學術會議”在福州市中庚聚龍酒店召開。來自全國各地近三十家高校和科研單位的近150名代表出席了會議。會議由中國工程院王國棟院士、謝建新院士任名譽主席，由俄羅斯自然科學院院士、哈爾濱工業大學牛濟泰教授任大會主席。
會議開幕式由中國科學院金屬研究所楊院生研究員主持。福州市技術開發區管委會唐寅副主任、中鋁中央研究院東南分院院長張廷安教授、中國機械工程學會材料分會胡軍總干事、會議主席牛濟泰教授分別致辭。
開幕式后是大會報告，共有13個大會報告。
展開 工程化的復合材料疲勞仿真方法
金屬的疲勞壽命研究已經較為成熟了，有大量的數據庫和工程預測手段。并且很多的工藝和檢測手段可以有效對結構疲勞進行管控，并誕生了“結構健康監測”這樣一個方向。像體檢那樣，通過CT、超聲波等技術，定期對結構內部的裂紋進行排查。
一代材料，一代裝備，現在已經進入了復合材料的時代。復合材料層合板是一層一層貼在一起的，并且樹脂和纖維之間不可避免的存在孔隙，這簡直是裂紋產生的溫床。
由于復合材料這種特點，其疲勞問題更為復雜，試驗結果的分散性也更高，更遑論仿真手段了。
但是仿真仍然重要，它可以表征趨勢，反映變化。另外很多結構，由于工況的特殊性以及自身結構復雜性，疲勞試驗是很難開展的，即便能搞也需要極高的成本。
工程化的復合材料疲勞仿真方法
航空航天的科研院所專業是分的很細的，搞強度和結構設計可以是兩個部門，強度下面可以分出靜強度、動強度、振動、疲勞等等一堆科室，每個科室還有一堆人。
我是一直搞航空的，導致我以前總是認為其他行業也是如此。后來外面接觸多了才知道，很多行業和公司，是養不起專門的結構強度部門的。往往結構強度方向就是一個人，這個人他要會做結構設計，做各種仿真分析，還要懂試驗。哪天感覺來了，還要去陪客戶。
這種情況下，是很難面面俱到的。尤其疲勞的仿真還需要編寫自定義本構程序，如果研究生階段不是研究這個的，一時是難以搞出來的。
前段時間我審了一篇做疲勞的論文。整個論文兩個工作，一個試驗、一個仿真。試驗也沒有做具體結構的疲勞試驗，而是基礎材料的疲勞試驗。仿真竟然一段話帶過，說使用了專門的疲勞分析軟件，然后就直接給結果。
還是那句話，糊里糊涂用軟件，糊里糊涂看結果，這種工作沒有意義。
我們本期就以復合材料層合板接頭的疲勞為例，基于ABAQUS UMAT，給出工程化的疲勞仿真方法。之所以是工程化，一是做了簡化，二是便于實現。
展開 《材料工程》創刊65周年征文
在中國科學技術信息研究所最新發布的引證數據顯示，《材料工程》在材料綜合類期刊中綜合評價名列第2。
歡迎您為《材料工程》創刊65周年專刊投稿！
