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材料基因工程发展的重点和难点

材料基因工程发展的重点和难点
材料基因组计划(又名Materials Genome Initiative),简称MGI。

2011年6月,时任美国总统奥巴马宣布启动材料基因组计划,意在改革传统材料研究的封闭型工作方式,培育开放、协作的新型“大科学”研发模式,从而实现将材料从发现到应用的速度至少提高1倍,成本减半的目标。

欧美发达国家的“材料基因组”正迅猛地发展起来,而国内材料科技工业与国际先进水平尚存在一定的差距,“材料基因组计划”为材料科技工业快速追赶国际先进水平提供了机遇。

为避免我国在未来的新材料技术及其他高科技领域的国际竞争中处于被动地位,国务院、科技部、中国科学院、中国工程院、发展改革委、教育部、工业和信息化部、食品药品监管总局等一起合力发起国家重点研发计划《材料基因工程关键技术与支撑平台重点专项实施方案》工作,启动“材料基因工程关键技术与支撑平台”重点专项发展计划。

在欧美的材料基因组计划中,数据共享与计算工具开发至关重要。

在国内,数据+人工智能是材料基因工程的核心。

在计算工具的配备上,国内现在基本可以买到高端的服务器硬件。

但数据也尤为重要,尤其是大数据和数据库的建立。

但在大量数据获取方面,国内仍然落后于美国和日本。

从常温的光学显微镜,电子扫描显微镜,真实色共聚焦显微镜(Hybrid),到高温激光共聚焦显微镜,材料二维的图像获取手段上,国内的现已基本满足,不足的是,高端仪器的密度比发达国家尚有差
距。

材料真实内部三维数据的获取上,国内仍多采用人工研磨拍照的方式获取,一个试样的数据获取,短则一个月,长则半年,数据的可靠性暂且不说,这样的数据获取速度,严重影响材料基因组计划的进展速度。

“我国材料基因工程有望2025年进入世界并跑或领跑”则困难重重。

在自动化技术高度发达的日本和美国,都有全自动的材料内部数据获取技术。

例如,全自动逐层切片成像系统(Genus_3D),可在一两天内完成一个试样数据的获取,已经助力名古屋大学等单位和研究所高效、高质量的获取材料内部的三维数据。

而国内拥有类似设备的单位,寥寥无几。

在材料内部数据的获取上,差距正在逐步加大。

因此,我国材料基因工程发展,大量数据的获取技术需尽早解决。

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