材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)與支撐平臺重點專項

材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)與支撐平臺重點專項申報重點

申報對象及條件

1. 高通量材料制備新原理與新方法研究

考核指標(biāo)：開發(fā)出2 種以上、國內(nèi)外文獻(xiàn)未見報道的高通量制備新技術(shù)（ 物理法、化學(xué)法、生物法或多種方法相融合）；樣品成分控制精度優(yōu)于1%；與相應(yīng)的已有高通量制備方法相比，效率改善一個數(shù)量級以上；組合芯片類高通量制備技術(shù)一次制備樣品數(shù)≥1000 個，塊體和粉體類材料一次制備樣品數(shù)≥100 個；開發(fā)出相應(yīng)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高通量材料制備裝置，可控化學(xué)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(yīng)用； 申請發(fā)明專利10 項以上。

2. 高通量材料表征新理論、新技術(shù)和新裝備

考核指標(biāo)：開發(fā)出2 種以上、國內(nèi)外文獻(xiàn)未見報道的高通量表征新方法，研制出表征物理參數(shù)5 種以上、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高通量表征新裝備；通過基本物理化學(xué)性質(zhì)的表征，構(gòu)建成分-結(jié)構(gòu)-性能間關(guān)聯(lián)關(guān)系模型3 種以上；薄膜及陣列類樣品一次表征樣品數(shù)≥100 個，單點表征區(qū)域≤200μm， 單點表征時間≤1s；塊體材料樣品一次表征樣品數(shù)10 個以上；申請發(fā)明專利10 項以上。

3. 新型高性能熱電能量轉(zhuǎn)換材料高通量設(shè)計制備與應(yīng)用示范

考核指標(biāo)：實現(xiàn)≥102 級的并發(fā)式高通量計算，計算的樣品數(shù)≥104； 實現(xiàn)樣品數(shù)≥100 個/批次的高通量制備；單點表征區(qū)域≤ 200μm，單參數(shù)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(xiàn)熱電優(yōu)值≥2.0； 熱電器件轉(zhuǎn)換效率≥15.0%，完成≥1000 瓦發(fā)電示范；建立熱電材料與器件設(shè)計方法、軟件平臺及數(shù)據(jù)庫。

4. 基于材料基因工程技術(shù)的前沿性新材料探索與發(fā)現(xiàn)

考核指標(biāo)：探索和發(fā)現(xiàn)2-3 種具有新組分、新結(jié)構(gòu)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(shè)計和制備的新原理、新方法和新技術(shù)；開發(fā)的新材料在2-3 個行業(yè)或領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)典型示范應(yīng)用，或在權(quán)威學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表原創(chuàng)性研究論文10 篇以上；申請發(fā)明專利或著作權(quán)登記10 項以上。

5. 材料基因工程關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問題協(xié)同創(chuàng)新研究

考核指標(biāo)：開展材料基因工程關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問題協(xié)同創(chuàng)新研究，提出協(xié)同創(chuàng)新的新理論、新方法，建立1 個以上協(xié)同創(chuàng)新平臺，建立2-3 條協(xié)同創(chuàng)新的技術(shù)路線，大幅度提升2 種或2 種以上現(xiàn)有材料的品質(zhì)和性能，綜合性能提高30% 以上，研發(fā)成本降低20%以上。

6. 高通量材料計算應(yīng)用服務(wù)平臺

考核指標(biāo)：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(jié)構(gòu)、性能和服役行為等關(guān)聯(lián)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(wù)模式和10PB 級以上數(shù)據(jù)存儲管理，支持多用戶（100 以上）和多任務(wù)（103～104 量級）的并發(fā)式計算任務(wù)；申請軟件著作權(quán)5 項以上，獲得10 個以上單位用戶的應(yīng)用驗證。

7. 高通量多尺度材料模擬與性能優(yōu)化設(shè)計平臺

考核指標(biāo)：建立2 個以上區(qū)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(wù)模式和PB 級以上材料計算數(shù)據(jù)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(fā)式高通量計算；申請軟件著作權(quán)5 項以上，獲得3-5 類材料的應(yīng)用驗證。

8. 高通量材料制備技術(shù)平臺

考核指標(biāo)：擁有4-5 種高通量材料制備技術(shù)和相應(yīng)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(shù)≥100 個，塊體材料制備方法與傳統(tǒng)技術(shù)相比單個樣品的制備速度（ 單位時間樣品數(shù)）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(xué)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(wěn)定性誤差≤10％。

9. 基于先進(jìn)光源的高通量材料表征平臺

考核指標(biāo)：研制出3-4 個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的原位、實時、無損的高通量綜合表征技術(shù)和與之配套的實驗裝備；表征技術(shù)涵蓋先進(jìn)光源衍射、散射、成像和譜學(xué)的研究手段，表征參量涵蓋材料成分、結(jié)構(gòu)、物理和化學(xué)性質(zhì)等9 種以上，并滿足服役環(huán)境下材料表征的需求；實現(xiàn)表征區(qū)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(shù)據(jù)庫；申請發(fā)明專利3-5 項，軟件著作登記權(quán)3-5 項。

10. 國家材料基因工程數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)平臺

考核指標(biāo)：提出多源異構(gòu)材料基因工程數(shù)據(jù)的匯交管理、分析挖掘、應(yīng)用服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化描述方法，建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)5 項以上；建成大規(guī)模材料基因工程數(shù)據(jù)高效存儲、管理的運行環(huán)境，支持1 億條以上數(shù)據(jù)資源的管理和服務(wù)，實現(xiàn)40 家以上材料基因工程數(shù)據(jù)的規(guī)范化匯交，支持面向新數(shù)據(jù)資源的動態(tài)匯交和發(fā)展，并開放共享；申請發(fā)明專利或著作權(quán)登記10 項以上。

11. 材料基因工程專用數(shù)據(jù)庫平臺

考核指標(biāo)：研發(fā)出材料計算、實驗與生產(chǎn)等數(shù)據(jù)自動采集和篩選技術(shù)2-3 項，建成成分-工藝-組織結(jié)構(gòu)-性能等計算、實驗和生產(chǎn)等數(shù)據(jù)較為完備的材料基因工程專用數(shù)據(jù)庫2-3 個，數(shù)據(jù)總量達(dá)到30 萬條以上；研發(fā)出支持?jǐn)?shù)據(jù)庫共享和應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸和專用接口技術(shù)2-3 項，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的協(xié)同與共享，滿足新材料發(fā)現(xiàn)、工藝優(yōu)化和性能提升的需求，實現(xiàn)在1-2 種材料研發(fā)上的示范應(yīng)用；申請發(fā)明專利5-8 項，軟件著作權(quán)4-6 項。