2018年12月6日晚7點,中國科學院大學科學前沿進展名家系列講座Ⅲ第178講在玉泉路校區階一4教室如期舉行。來自北京科技大學材料科學與工程學院的尹海清教授為同學們帶來了題為「材料的未來創新之路——材料基因工程與材料智能製造」的講座。
講座伊始,尹海清教授向同學們闡述了當下中國材料發展的現狀和局限,並以此鼓勵同學們積極投身材料研究,為國家材料學事業的歷史性發展擔起重任。材料是人類進步的標誌,裡程碑性的材料更是人類發展的基礎,材料正是劃分人類時代的重要標誌。不但如此,材料也是一切產品的基礎。我國仍然是發展中國家,發展瓶頸正卡在材料這一環上。從表面上來說,我們的發展之中,設備從哪裡來,維修該如何進行,如何有效的利用設備等都還是非常重要的問題。目前,我國材料的自給率只達百分之二十,何談設備自主?還有大片的天地等著我們未來一代去建設。
美國提出的材料基因組計劃引領了世界潮流。計劃的提出從恢復製造業成為美國重要需求開始,「高端製造業」成為新一輪的關注重點。材料基因組計劃可謂是人類基因組計劃的二重奏,然而事實上基因這個詞並非恰當,大致上可以解釋為能影響材料性能的一系列指標。計算、實驗、數據互相影響互相支持,加之理論計算的輔助,大數據時代的到來,帶給了材料全新的發展方向。如何綜合這些方面,全能型無思維定式的人才正是其新鮮的血液與活力。
任何一門學科都有其獨具特色的方法論。理論計算、數據挖掘與實驗操作是材料的三大重要方面。談及理論計算,如精確的原子配比,是材料設計的基礎,晶體學知識可以給出基本準確的晶體結構來指導實驗。這樣一方面規避了實驗的危險性,另一方面也大大節約了實驗成本。我們的數據挖掘本領與國外的差距也是不可小覷的,資料庫的缺失極大的限制了材料學研究發展。實驗操作也與以往實驗大不相同,如何設計實驗變成了更為重要的一環,這方面能力的鍛鍊將會為同學們將來的發展帶來極大的幫助。
這三大方面分別會引向材料的不同分支。材料計算學正是其中之一,尹老師著重講述了材料計算學方面的知識和她的工作。材料計算學注重於材料的計算與模擬。尹老師利用生動形象的例子解釋了計算材料學需要考慮的因素與現行條件下遇到的困難。材料計算同樣也是豐富多彩的,不同分支注重於不同的方面,同時又互相融合。不光是計算本身的融合,計算與實驗的融合也給材料的發展提供了新思路。實驗方面,實驗的穩定性和一致性給工業製造帶來了極大的挑戰。這個瓶頸在遇到計算之後也得到了長足的發展。各行各業都已經將數據作為重要的分析手段,而數據本身不代表科學,我們賦予其意義來指導我們對數據的進一步認識。計算機知識與材料知識相結合,這將是同學們又一非常有意義的選擇。
最後,尹老師介紹了自己與學生在數據挖掘方面的工作,再次強調了我們在這些方面仍然大有可為。
講座結束,同學們感觸良多,老師深入淺出的演講給大家留下了極深的印象,氣氛融洽。講座在鼓掌聲中圓滿結束。
報告人簡介:
尹海清:工學博士、教授、博士生導師。2006年入選「北京市科技新星計劃」。長期從事粉末治金材料和材料數據的研究工作,近年來在粉末高速壓制、粉末微注射成形、材料資料庫及機器學習、第一性原理計算與模擬、材料跨尺度設計等研究方向上取得了較好的研究成果,主持和參與承擔了國家重點研發計劃重點項目、國家973計劃、國家科技基礎條件平臺建設項目、863 計劃,國家自然科學基金項目、軍品配套項目和Kennametal-USTB國際合作科研課題20餘項。1996 年畢業於西安交通大學材料科學與工程學院,1996-2000年在北京化工大學任講師,2000-2002年在日本大阪大學接合科學研究所做客座研究員,2002 年至今在北京科技大學材料科學與工程學院等單位工作,主要從事科研與教學工作,2011年在國際上粉末冶金研究領域最具影響力的美國賓夕法尼亞州立大學CISP做訪問學者。曾獲省部級科技成果獎一等獎2項,二等獎3項。發表論文50餘篇,SCI收錄30餘篇,EI收錄30餘篇。《粉末冶金工業》、《中國科學數據》、《科研信息化技術與應用》及《中國科技諮源導刊》雜誌的編委,亞洲材料數據委員會(AMDC)委員及中方聯絡人,北京材料基因工程創新聯盟成員,材料基因工程北京市重點實驗室副主任,首都女教授協會成員。
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「科學前沿進展名家系列講座」創辦於2014年9月,是中國科學院大學為本科生開設的必修課程,同時歡迎研究生與教職工參加,由中國科學院大學本科部主辦,講座召集人為徐濤院士。該課程按照數學、物理、化學等13個專業,邀請相關科學領域的院士等知名專家開展專題講座。通過講述科學故事、介紹相關學科方向的科學前沿進展,讓學生在本科階段了解不同學科的科研方向與主要進展,拓寬學生的學術視野,為他們最終選擇學科專業與專業方向提供豐富的判斷依據。