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中新網上海3月9日電(記者 許婧)記者9日從華東理工大學獲悉，由該校林嘉平教授團隊開發的AI plus高分子軟件平臺在滬誕生。這也是國內首個高分子材料基因組研發平臺。
人工智能(AI)正以更加接地氣的對話方式走進人們生活，并成為社交媒體的熱點話題。而在高性能高分子及復合材料產業領域，AI plus高分子軟件平臺堪稱高分子版的ChatGPT。
在航天航空領域，先進樹脂基復合材料獲得越來越廣泛的應用。近年來，碳纖維在國家重點支持下已取得突破，然而匹配高性能碳纖維的基體樹脂發展緩慢，成為制約先進裝備發展的關鍵瓶頸，亟需解決先進樹脂基復合材料的高強度、耐高溫、輕質化和功能化等難以兼具的難題。
在林嘉平看來，開展以大數據技術為驅動、以AI為核心的高分子材料基因工程研究，可為解決這些難題提供有效手段，加速新材料的研發步伐。“我們建立的這個平臺，通過對高分子材料研發中的結構性能進行數據挖掘，并集成機器學習性能預測、結構設計、配方及工藝參數優化等功能，加速高性能高分子的研發，推動大數據和人工智能技術為復合材料用高性能樹脂產業賦能。”
通過團隊的現場演示，記者看到，用戶在使用AI plus高分子軟件平臺進行高分子材料性能預測功能時，只需要通過點擊“繪制結構”，分別將所繪制的環氧樹脂和固化劑轉化的字符串輸入到對應的輸入框中，再通過點擊“開始預測”，短短幾秒，頁面就會返回后臺計算出來的環氧樹脂性能預測數據。這種虛擬設計、高通量預測的方法將大大提高其研發效率。
自2011年，材料基因組工程被正式提出后，已成為目前材料研究前沿領域的重要方法論，新材料的研發也從科學家的經驗“試錯”時代跨入“智能制造”時代。林嘉平帶領團隊聯合復合材料界著名高校和科研院所，在國內率先開展了高分子材料基因工程研究，并取得了系列成果。基因組合及篩選是材料基因工程的核心，團隊目前已建立了針對耐高溫樹脂設計的高分子材料基因組新方法。運用該方法，團隊研制了系列先進復合材料基體樹脂。相關新型樹脂已由多家航空航天院所開展復合材料及構件性能評價，解決了國家在高性能高分子領域的亟需。
事實上，AI plus高分子軟件平臺的誕生，是AI和數字化技術同高分子交叉領域的重要成果。而數據庫，則是材料基因工程的基石。“我們這個平臺相當于一個‘高分子虛擬實驗室’”。林嘉平教授團隊成員、華東理工大學特聘副研究員高梁介紹說，目前團隊已建成了國內首個樹脂結構性能數據庫和基團間化學反應數據庫，包含3萬多種高分子的將近15萬條性能數據、58516種基元反應模板的近140萬條化學反應數據。這些數據主要依靠過去三年尤其是疫情期間團隊數十名研究生和本科生整理錄入，在培養學生文獻閱讀和科研素養的同時，以一條條規范存儲的數據搭建起國內首個高分子專用數據庫，成為科研育人的新實踐。
基于數據庫，團隊創建了面向高分子十余種性能的機器學習預測模型，并構建了高分子材料基因組研發平臺，具備數據檢索、性能預測、配方優化等多個功能。目前，該平臺已在上海華誼集團樹脂廠、上海航天八院、晉飛碳纖科技和金山石化院等企業試用，將擇機向社會公開使用。
“希望同相關團隊和企業開展更加深入的合作。”林嘉平表示，面向新一代先進復合材料基體樹脂中的結構設計難題，團隊將推進AI plus高分子研究范式向產業全鏈條發展，努力抓住當前數字化和人工智能對新材料產業的變革契機，以更快效率、更低成本研制出高性能高分子及其復合材料，實現高性能材料的原始創新和智能制造。(完)
（原題：加速高性能高分子研制 國內首個高分子材料基因平臺在滬誕生）
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