材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)與支撐平臺(tái)重點(diǎn)專項(xiàng)申報(bào)重點(diǎn)
申報(bào)對(duì)象及條件
考核指標(biāo):開(kāi)發(fā)出2 種以上、國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)未見(jiàn)報(bào)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(gè)數(shù)量級(jí)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(gè),塊體和粉體類材料一次制備樣品數(shù)≥100 個(gè);開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的具有自主知識(shí)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(yàn)證性示范應(yīng)用; 申請(qǐng)發(fā)明專利10 項(xiàng)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(kāi)發(fā)出2 種以上、國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)未見(jiàn)報(bào)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(shí)產(chǎn)權(quán)的高通量表征新裝備;通過(guò)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(gè),單點(diǎn)表征區(qū)域≤200μm, 單點(diǎn)表征時(shí)間≤1s;塊體材料樣品一次表征樣品數(shù)10 個(gè)以上;申請(qǐng)發(fā)明專利10 項(xiàng)以上。
3. 新型高性能熱電能量轉(zhuǎn)換材料高通量設(shè)計(jì)制備與應(yīng)用示范
考核指標(biāo):實(shí)現(xiàn)≥102 級(jí)的并發(fā)式高通量計(jì)算,計(jì)算的樣品數(shù)≥104; 實(shí)現(xiàn)樣品數(shù)≥100 個(gè)/批次的高通量制備;單點(diǎn)表征區(qū)域≤ 200μm,單參數(shù)表征時(shí)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(shí)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(jì)方法、軟件平臺(tái)及數(shù)據(jù)庫(kù)。
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(xiàng)以上前沿新材料設(shè)計(jì)和制備的新原理、新方法和新技術(shù);開(kāi)發(fā)的新材料在2-3 個(gè)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(qǐng)發(fā)明專利或著作權(quán)登記10 項(xiàng)以上。
5. 材料基因工程關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題協(xié)同創(chuàng)新研究
考核指標(biāo):開(kāi)展材料基因工程關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問(wèn)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(gè)以上協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái),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(jì)算應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)
考核指標(biāo):集成從電子尺度到宏觀尺度材料計(jì)算軟件50 個(gè)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(jì)算;平臺(tái)計(jì)算能力大于3000 萬(wàn)億次/秒,支持云服務(wù)模式和10PB 級(jí)以上數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理,支持多用戶(100 以上)和多任務(wù)(103~104 量級(jí))的并發(fā)式計(jì)算任務(wù);申請(qǐng)軟件著作權(quán)5 項(xiàng)以上,獲得10 個(gè)以上單位用戶的應(yīng)用驗(yàn)證。
7. 高通量多尺度材料模擬與性能優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)
考核指標(biāo):建立2 個(gè)以上區(qū)域級(jí)高通量材料計(jì)算平臺(tái),各平臺(tái)具備500 萬(wàn)億次/秒以上計(jì)算能力,支持云服務(wù)模式和PB 級(jí)以上材料計(jì)算數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理;集成材料計(jì)算軟件20 種以上,支持3 組元及以上材料體系的103 級(jí)以上并發(fā)式高通量計(jì)算;申請(qǐng)軟件著作權(quán)5 項(xiàng)以上,獲得3-5 類材料的應(yīng)用驗(yàn)證。
8. 高通量材料制備技術(shù)平臺(tái)
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(gè)/mm2,粉體/流體樣品單元數(shù)≥100 個(gè),塊體材料制備方法與傳統(tǒng)技術(shù)相比單個(gè)樣品的制備速度( 單位時(shí)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(cè)的性能≥3 個(gè),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(tái)
考核指標(biāo):研制出3-4 個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原位、實(shí)時(shí)、無(wú)損的高通量綜合表征技術(shù)和與之配套的實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)表征區(qū)域≥200μm,空間分辨率≤100μm 的原位無(wú)損表征;形成包含9 個(gè)以上材料體系的數(shù)據(jù)庫(kù);申請(qǐng)發(fā)明專利3-5 項(xiàng),軟件著作登記權(quán)3-5 項(xiàng)。
10. 國(guó)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(tái)
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(xiàng)以上;建成大規(guī)模材料基因工程數(shù)據(jù)高效存儲(chǔ)、管理的運(yùn)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(shí)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(dòng)態(tài)匯交和發(fā)展,并開(kāi)放共享;申請(qǐng)發(fā)明專利或著作權(quán)登記10 項(xiàng)以上。
11. 材料基因工程專用數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)
考核指標(biāo):研發(fā)出材料計(jì)算、實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)等數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和篩選技術(shù)2-3 項(xiàng),建成成分-工藝-組織結(jié)構(gòu)-性能等計(jì)算、實(shí)驗(yàn)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(kù)2-3 個(gè),數(shù)據(jù)總量達(dá)到30 萬(wàn)條以上;研發(fā)出支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)共享和應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸和專用接口技術(shù)2-3 項(xiàng),實(shí)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(shí)現(xiàn)在1-2 種材料研發(fā)上的示范應(yīng)用;申請(qǐng)發(fā)明專利5-8 項(xiàng),軟件著作權(quán)4-6 項(xiàng)。