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材料基因工程关键技术与支撑平台重点专项

材料基因工程关键技术与支撑平台重点专项申报重点


申报对象及条件

1. 高通量材料制备新原理与新方法研究

考核指标:开发出2 种以上、国内外文献未见报道的高通量制备新技术( 物理法、化学法、生物法或多种方法相融合);样品成分控制精度优于1%;与相应的已有高通量制备方法相比,效率改善一个数量级以上;组合芯片类高通量制备技术一次制备样品数≥1000 个,块体和粉体类材料一次制备样品数≥100 个;开发出相应的具有自主常识产权的高通量材料制备装置,可控化学组分3 种以上,在3 种以上典型材料体系中获得验证性示范应用; 申请发明专利10 项以上。

2. 高通量材料表征新理论、新技术和新装备

考核指标:开发出2 种以上、国内外文献未见报道的高通量表征新方法,研制出表征物理参数5 种以上、具有自主常识产权的高通量表征新装备;通过基本物理化学性质的表征,构建成分-结构-性能间关联关系模型3 种以上;薄膜及阵列类样品一次表征样品数≥100 个,单点表征区域≤200μm, 单点表征时间≤1s;块体材料样品一次表征样品数10 个以上;申请发明专利10 项以上。

3. 新型高性能热电能量转换材料高通量设计制备与应用示范

考核指标:实现≥102 级的并发式高通量计算,计算的样品数≥104; 实现样品数≥100 个/批次的高通量制备;单点表征区域≤ 200μm,单参数表征时间<1s/样品,筛选出3 种以上新型热电材料,在2 种以上新材料中实现热电优值≥2.0; 热电器件转换效率≥15.0%,完成≥1000 瓦发电示范;建立热电材料与器件设计方法、App平台及数据库。

4. 基于材料基因工程技术的前沿性新材料探索与发现

考核指标:探索和发现2-3 种具有新组分、新结构和新特性的前沿性或颠覆性新材料;突破3 项以上前沿新材料设计和制备的新原理、新方法和新技术;开发的新材料在2-3 个行业或领域实现典型示范应用,或在权威学术刊物上发表原创性研究论文10 篇以上;申请发明专利或著作权登记10 项以上。

5. 材料基因工程关键科学和技术问题协同创新研究

考核指标:开展材料基因工程关键科学和技术问题协同创新研究,提出协同创新的新理论、新方法,建立1 个以上协同创新平台,建立2-3 条协同创新的技术路线,大幅度提升2 种或2 种以上现有材料的品质和性能,综合性能提高30% 以上,研发成本降低20%以上。

6. 高通量材料计算应用服务平台

考核指标:集成从电子尺度到宏观尺度材料计算App50 个以上,App功能支撑3 组元及以上材料体系的成分、结构、性能和服役行为等关联的全流程多尺度计算;平台计算能力大于3000 万亿次/秒,支撑云服务模式和10PB 级以上数据存储管理,支撑多用户(100 以上)和多任务(103~104 量级)的并发式计算任务;申请App著作权5 项以上,获得10 个以上单位用户的应用验证。

7. 高通量多尺度材料模拟与性能优化设计平台

考核指标:建立2 个以上区域级高通量材料计算平台,各平台具备500 万亿次/秒以上计算能力,支撑云服务模式和PB 级以上材料计算数据的存储管理;集成材料计算App20 种以上,支撑3 组元及以上材料体系的103 级以上并发式高通量计算;申请App著作权5 项以上,获得3-5 类材料的应用验证。

8. 高通量材料制备技术平台

考核指标:拥有4-5 种高通量材料制备技术和相应的装置,组合芯片材料样品单元密度≥200 个/mm2,粉体/流体样品单元数≥100 个,块体材料制备方法与传统技术相比单个样品的制备速度( 单位时间样品数)与成本比值提高50 倍以上;高通量材料制备装置的可控化学组分不少于3 种;样品单元适用于表征检测的性能≥3 个,样品单元性能稳定性误差≤10%。

9. 基于先进光源的高通量材料表征平台

考核指标:研制出3-4 个具有自主常识产权的原位、实时、无损的高通量综合表征技术和与之配套的实验装备;表征技术涵盖先进光源衍射、散射、成像和谱学的研究手段,表征参量涵盖材料成分、结构、物理和化学性质等9 种以上,并满足服役环境下材料表征的需求;实现表征区域≥200μm,空间分辨率≤100μm 的原位无损表征;形成包含9 个以上材料体系的数据库;申请发明专利3-5 项,App著作登记权3-5 项。

10. 国家材料基因工程数据管理与数据服务技术平台

考核指标:提出多源异构材料基因工程数据的汇交管理、分析挖掘、应用服务的标准化描述方法,建立相关标准5 项以上;建成大规模材料基因工程数据高效存储、管理的运行环境,支撑1 亿条以上数据资源的管理和服务,实现40 家以上材料基因工程数据的规范化汇交,支撑面向新数据资源的动态汇交和发展,并开放共享;申请发明专利或著作权登记10 项以上。

11. 材料基因工程专用数据库平台

考核指标:研发出材料计算、实验与生产等数据自动采集和筛选技术2-3 项,建成成分-工艺-组织结构-性能等计算、实验和生产等数据较为完备的材料基因工程专用数据库2-3 个,数据总量达到30 万条以上;研发出支撑数据库共享和应用的数据传输和专用接口技术2-3 项,实现数据的协同与共享,满足新材料发现、工艺优化和性能提升的需求,实现在1-2 种材料研发上的示范应用;申请发明专利5-8 项,App著作权4-6 项。



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