材料基因工程關鍵技術與支撐平臺重點專項申報重點
申報對象及條件
考核指標:開發出2 種以上、國內外文獻未見報道的高通量制備新技術( 物理法、化學法、生物法或多種方法相融合);樣品成分控制精度優于1%;與相應的已有高通量制備方法相比,效率改善一個數量級以上;組合芯片類高通量制備技術一次制備樣品數≥1000 個,塊體和粉體類材料一次制備樣品數≥100 個;開發出相應的具有自主知識產權的高通量材料制備裝置,可控化學組分3 種以上,在3 種以上典型材料體系中獲得驗證性示范應用; 申請發明專利10 項以上。
2. 高通量材料表征新理論、新技術和新裝備
考核指標:開發出2 種以上、國內外文獻未見報道的高通量表征新方法,研制出表征物理參數5 種以上、具有自主知識產權的高通量表征新裝備;通過基本物理化學性質的表征,構建成分-結構-性能間關聯關系模型3 種以上;薄膜及陣列類樣品一次表征樣品數≥100 個,單點表征區域≤200μm, 單點表征時間≤1s;塊體材料樣品一次表征樣品數10 個以上;申請發明專利10 項以上。
3. 新型高性能熱電能量轉換材料高通量設計制備與應用示范
考核指標:實現≥102 級的并發式高通量計算,計算的樣品數≥104; 實現樣品數≥100 個/批次的高通量制備;單點表征區域≤ 200μm,單參數表征時間<1s/樣品,篩選出3 種以上新型熱電材料,在2 種以上新材料中實現熱電優值≥2.0; 熱電器件轉換效率≥15.0%,完成≥1000 瓦發電示范;建立熱電材料與器件設計方法、軟件平臺及數據庫。
4. 基于材料基因工程技術的前沿性新材料探索與發現
考核指標:探索和發現2-3 種具有新組分、新結構和新特性的前沿性或顛覆性新材料;突破3 項以上前沿新材料設計和制備的新原理、新方法和新技術;開發的新材料在2-3 個行業或領域實現典型示范應用,或在權威學術刊物上發表原創性研究論文10 篇以上;申請發明專利或著作權登記10 項以上。
5. 材料基因工程關鍵科學和技術問題協同創新研究
考核指標:開展材料基因工程關鍵科學和技術問題協同創新研究,提出協同創新的新理論、新方法,建立1 個以上協同創新平臺,建立2-3 條協同創新的技術路線,大幅度提升2 種或2 種以上現有材料的品質和性能,綜合性能提高30% 以上,研發成本降低20%以上。
6. 高通量材料計算應用服務平臺
考核指標:集成從電子尺度到宏觀尺度材料計算軟件50 個以上,軟件功能支持3 組元及以上材料體系的成分、結構、性能和服役行為等關聯的全流程多尺度計算;平臺計算能力大于3000 萬億次/秒,支持云服務模式和10PB 級以上數據存儲管理,支持多用戶(100 以上)和多任務(103~104 量級)的并發式計算任務;申請軟件著作權5 項以上,獲得10 個以上單位用戶的應用驗證。
7. 高通量多尺度材料模擬與性能優化設計平臺
考核指標:建立2 個以上區域級高通量材料計算平臺,各平臺具備500 萬億次/秒以上計算能力,支持云服務模式和PB 級以上材料計算數據的存儲管理;集成材料計算軟件20 種以上,支持3 組元及以上材料體系的103 級以上并發式高通量計算;申請軟件著作權5 項以上,獲得3-5 類材料的應用驗證。
8. 高通量材料制備技術平臺
考核指標:擁有4-5 種高通量材料制備技術和相應的裝置,組合芯片材料樣品單元密度≥200 個/mm2,粉體/流體樣品單元數≥100 個,塊體材料制備方法與傳統技術相比單個樣品的制備速度( 單位時間樣品數)與成本比值提高50 倍以上;高通量材料制備裝置的可控化學組分不少于3 種;樣品單元適用于表征檢測的性能≥3 個,樣品單元性能穩定性誤差≤10%。
9. 基于先進光源的高通量材料表征平臺
考核指標:研制出3-4 個具有自主知識產權的原位、實時、無損的高通量綜合表征技術和與之配套的實驗裝備;表征技術涵蓋先進光源衍射、散射、成像和譜學的研究手段,表征參量涵蓋材料成分、結構、物理和化學性質等9 種以上,并滿足服役環境下材料表征的需求;實現表征區域≥200μm,空間分辨率≤100μm 的原位無損表征;形成包含9 個以上材料體系的數據庫;申請發明專利3-5 項,軟件著作登記權3-5 項。
10. 國家材料基因工程數據管理與數據服務技術平臺
考核指標:提出多源異構材料基因工程數據的匯交管理、分析挖掘、應用服務的標準化描述方法,建立相關標準5 項以上;建成大規模材料基因工程數據高效存儲、管理的運行環境,支持1 億條以上數據資源的管理和服務,實現40 家以上材料基因工程數據的規范化匯交,支持面向新數據資源的動態匯交和發展,并開放共享;申請發明專利或著作權登記10 項以上。
11. 材料基因工程專用數據庫平臺
考核指標:研發出材料計算、實驗與生產等數據自動采集和篩選技術2-3 項,建成成分-工藝-組織結構-性能等計算、實驗和生產等數據較為完備的材料基因工程專用數據庫2-3 個,數據總量達到30 萬條以上;研發出支持數據庫共享和應用的數據傳輸和專用接口技術2-3 項,實現數據的協同與共享,滿足新材料發現、工藝優化和性能提升的需求,實現在1-2 種材料研發上的示范應用;申請發明專利5-8 項,軟件著作權4-6 項。