源资科技助力“材料基因组计划”

2017-03-16 16:49:03 来源:源资科技市场部

新闻摘要:当前,面对竞争激烈的制造业和快速发展的经济,材料科学家和工程师必须缩短新材料从发现到应用的研发周期,以解决21世纪的巨大挑战。自美国于2011年率先启动材料基因组计划(Materials Genome Initiative, MGI)以来,中国、欧盟和日本等也开展了类似的研究计划,争取在新一轮的材料革命性发展中抢占先机。

  当前,面对竞争激烈的制造业和快速发展的经济,材料科学家和工程师必须缩短新材料从发现到应用的研发周期,以解决21世纪的巨大挑战。自美国于2011年率先启动材料基因组计划(Materials Genome Initiative, MGI)以来,中国、欧盟和日本等也开展了类似的研究计划,争取在新一轮的材料革命性发展中抢占先机。在中国科学院和中国工程院的推动下,2011年12月,材料届的专家学者首先在北京召开了以“材料科学系统工程”为主题的香山科学会议。2012年底,“材料科学系统工程发展战略研究——中国版材料基因组计划”重大项目启动会在中国工程院召开。近五年,我国先后于上海、成都、合肥、西安、南京等地召开了多场材料基因组高峰论坛研讨会。同时,全国各大院校也纷纷成立了专门的材料基因组研究中心,如上海交通大学材料基因组联合研究中心、上海材料基因组工程研究院、北京材料基因工程创新联盟。

  2017年3月5日,十二届全国人大五次会议在北京开幕,国务院总理李克强在政府工作报告时表示,要“全面实施战略性新兴产业发展规划,加快新材料、人工智能、集成电路、生物制药、第五代移动通信等技术研发和转化”,“新材料”再次出现在政府工作报告中。新材料行业已被纳入“十三五”国家战略性新兴产业的发展规划。

  同时,科技部已宣布启动2017年“材料基因工程关键技术与支撑平台”重点专项。材料基因组技术的三个核心要素是:高通量材料计算、高通量材料合成和检测、材料数据库。其中,高通量材料计算是实现“材料按需设计”的基础,可以帮助缩小高通量材料的实验范围,提供实验理论依据。利用超级计算平台与多尺度集成化、高通量并发式材料计算方法和软件相结合,实现大体系材料模拟、快速计算、材料性质的精确预测和新材料的设计,提高新材料的筛选效率和设计水平,为新材料的研发提供理论依据。


  由源资科技代理的VASP和MedeA软件作为国际上先进的计算模拟工具,在国内外有诸多学术及企业用户,并已参与到“材料基因组”的项目中去,希望能够在“高通量材料计算”中贡献绵薄之力。

 

  维也纳大学开发的VASP软件,是国际上先进的量子力学计算程序包,能够在电子尺度上对各种体系进行几何结构优化和电子性质预测,其应用领域非常之广,每年发表文章数量上万篇。

 

  SCI收录杂志中部分采用VASP软件的文献截图

  美国Materials Design公司开发的MedeA软件作为全功能材料设计及性质预测平台,在整合了VASP程序包的基础上,又集成了其他权威的多尺度计算模拟工具,能够直接预测多种理化性质,支持高通量并发式的计算流程,并采用数据库管理整个计算过程中产生的结构及计算流程图。其具有十分先进的软件架构:

 

  其中,MedeA软件能够创建多种基本模型,如分子、晶体、表面、聚合物、纳米结构等,而且针对于掺杂、界面、无定形材料、热固性材料这些特殊模型,它还提供了专门的建模工具。同时,MedeA软件整合了先进的量子力学VASP、分子动力学LAMMPS、蒙特卡洛GIBBS、半经验量化MOPAC计算引擎,在此支撑下,MedeA能够直接预测多种理化性质,如扩散及反应过渡态的搜索、力学热力学性质、电子输运性质、声子性质、输运性质(热导、扩散、粘度)及表面张力等性质。另外,MedeA还整合了Universal Cluster Expansion,实现了从量子力学跨越到蒙特卡洛尺度的全局最优结构的搜索功能。

  MedeA作为高通量并行计算软件,还能够创建流程图进行批量计算,所有的流程图均可自由编辑、保存、分享,并保存在MedeA的数据库中。

  流程图批量计算多种不同锂电池体系Li空穴形成能

  MedeA软件以其优秀的软件架构,为材料领域的工程师和科学家们提供专业的解决方案,其应用范围涵盖了电子器件、电动汽车、节能环保、储能材料、合金设计、航天航空、石化等多个应用领域,从微观的角度进一步理解材料的结构和性能,解释实验中观察到的宏观现象,进而引导设计实验。

  源资科技作为创新信息技术与整合资讯管理的实践者,致力于为材料信息学这个新兴领域的工程师和科研工作者提供最大的支持和优质的服务,以推动国内材料科学的蓬勃发展,为李克强总理提到的十三五“新材料研发”和“材料基因工程关键技术与支撑平台”添砖加瓦。

VASP软件介绍(链接

MedeA软件介绍(链接)

MedeA软件在各个应用领域的解决方案(链接)

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