【科学讲座】尹海清:材料未来创新之路——材料基因工程与智能制造

作者:dd 来源:未知 2020-10-17 09:11:44 阅读

2018年12月6日晚7点,中国科学院大学科学前沿进展名家系列讲座Ⅲ第178讲在玉泉路校区阶一4教室如期举行。来自北京科技大学材料科学与工程学院的尹海清教授为同学们带来了题为“材料的未来创新之路——材料基因工程与材料智能制造”的讲座。

讲座伊始,尹海清教授向同学们阐述了当下中国材料发展的现状和局限,并以此鼓励同学们积极投身材料研究,为国家材料学事业的历史性发展担起重任。材料是人类进步的标志,里程碑性的材料更是人类发展的基础,材料正是划分人类时代的重要标志。不但如此,材料也是一切产品的基础。我国仍然是发展中国家,发展瓶颈正卡在材料这一环上。从表面上来说,我们的发展之中,设备从哪里来,维修该如何进行,如何有效的利用设备等都还是非常重要的问题。目前,我国材料的自给率只达百分之二十,何谈设备自主?还有大片的天地等着我们未来一代去建设。

美国提出的材料基因组计划引领了世界潮流。计划的提出从恢复制造业成为美国重要需求开始,“高端制造业”成为新一轮的关注重点。材料基因组计划可谓是人类基因组计划的二重奏,然而事实上基因这个词并非恰当,大致上可以解释为能影响材料性能的一系列指标。计算、实验、数据互相影响互相支持,加之理论计算的辅助,大数据时代的到来,带给了材料全新的发展方向。如何综合这些方面,全能型无思维定式的人才正是其新鲜的血液与活力。

任何一门学科都有其独具特色的方法论。理论计算、数据挖掘与实验操作是材料的三大重要方面。谈及理论计算,如精确的原子配比,是材料设计的基础,晶体学知识可以给出基本准确的晶体结构来指导实验。这样一方面规避了实验的危险性,另一方面也大大节约了实验成本。我们的数据挖掘本领与国外的差距也是不可小觑的,数据库的缺失极大的限制了材料学研究发展。实验操作也与以往实验大不相同,如何设计实验变成了更为重要的一环,这方面能力的锻炼将会为同学们将来的发展带来极大的帮助。

这三大方面分别会引向材料的不同分支。材料计算学正是其中之一,尹老师着重讲述了材料计算学方面的知识和她的工作。材料计算学注重于材料的计算与模拟。尹老师利用生动形象的例子解释了计算材料学需要考虑的因素与现行条件下遇到的困难。材料计算同样也是丰富多彩的,不同分支注重于不同的方面,同时又互相融合。不光是计算本身的融合,计算与实验的融合也给材料的发展提供了新思路。实验方面,实验的稳定性和一致性给工业制造带来了极大的挑战。这个瓶颈在遇到计算之后也得到了长足的发展。各行各业都已经将数据作为重要的分析手段,而数据本身不代表科学,我们赋予其意义来指导我们对数据的进一步认识。计算机知识与材料知识相结合,这将是同学们又一非常有意义的选择。

最后,尹老师介绍了自己与学生在数据挖掘方面的工作,再次强调了我们在这些方面仍然大有可为。

讲座结束,同学们感触良多,老师深入浅出的演讲给大家留下了极深的印象,气氛融洽。讲座在鼓掌声中圆满结束。

尹海清:工学博士、教授、博士生导师。2006年入选“北京市科技新星计划”。长期从事粉末治金材料和材料数据的研究工作,近年来在粉末高速压制、粉末微注射成形、材料数据库及机器学习、第一性原理计算与模拟、材料跨尺度设计等研究方向上取得了较好的研究成果,主持和参与承担了国家重点研发计划重点项目、国家973计划、国家科技基础条件平台建设项目、863 计划,国家自然科学基金项目、军品配套项目和Kennametal-USTB国际合作科研课题20余项。1996 年毕业于西安交通大学材料科学与工程学院,1996-2000年在北京化工大学任讲师,2000-2002年在日本大阪大学接合科学研究所做客座研究员,2002 年至今在北京科技大学材料科学与工程学院等单位工作,主要从事科研与教学工作,2011年在国际上粉末冶金研究领域最具影响力的美国宾夕法尼亚州立大学CISP做访问学者。曾获省部级科技成果奖一等奖2项,二等奖3项。发表论文50余篇,SCI收录30余篇,EI收录30余篇。《粉末冶金工业》、《中国科学数据》、《科研信息化技术与应用》及《中国科技咨源导刊》杂志的编委,亚洲材料数据委员会(AMDC)委员及中方联络人,北京材料基因工程创新联盟成员,材料基因工程北京市重点实验室副主任,首都女教授协会成员。

“科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月,是中国科学院大学为本科生开设的必修课程,同时欢迎研究生与教职工参加,由中国科学院大学本科部主办,讲座召集人为徐涛院士。该课程按照数学、物理、化学等13个专业,邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展,让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展,拓宽学生的学术视野,为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。

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