材料基因组国际联合研究中心成立于2014年,由欧洲科学院院士、俄罗斯科学院荣誉教授ARTEM OGANOV担任中心主任,建成了包括7名国家级人才在内的高水平师资队伍。
主要研究内容如下:
该方向依托凝固技术国家重点实验室、超高温结构复合材料国家级重点实验室,面向材料相变过程的原子尺度计算模拟难题,研发了系列先进分子动力学方法并成功应用于多种复杂体系的相变机制研究。
●发展了结构因子驱动巨分子动力学和机器学习先进分子动力学新方法,突破了原子尺度下材料相变研究的时间尺度难题,并成功应用于液态金属镓、复杂金属氧化物等多种体系的凝固机理研究。
●开发了面向复杂化合物体系的共进化晶体结构预测软件COPEX,成功应用于金属间化合物结构解析、非线性光学晶体研发和地幔矿物发现。
●首次实现了原子尺度下水结冰形核过程的第一性原理精度计算模拟研究,提出了高-低流动水分子协同的水结冰理论。
●实现了真实环境下Li2NH催化NH3分解过程的第一性原理精度解析,为NH3分解过程提供了完整的微观动态图景。提出了表面协同可逆的动态平衡催化机制,大幅推动了工业催化剂的研发设计。
●开发了极端条件先进材料集成计算软件,制定了大数据相关CSTM团体标准和GF基础科研数据库共性标准,成功应用于钛合金、镁合金、铝合金、高熵合金、高熵燃料等先进材料的设计和应用,荣获省部级奖项2项和GF科技进步一等奖项1项。
●开发了面向多种材料体系的合金成分和PSP关系的建模软件,构建了多目标协同优化的合金设计策略,设计出了性能优异的Ni-Fe基高温合金、铁素体耐热钢及低密度高强耐蚀高熵合金。其中,Ni-Fe基高温合金成功应用于650℃超超临界机组高温材料优化及其部件制备,低密度高强耐蚀高熵合金通过了航天八院、核动力院等单位的相关测试考核。
●开发了材料高通量搜索平台与高精度载流子复合速率计算方法,并成功应用于深紫外发光材料的搜索与能量转换机制的研究中,设计出了三种可媲美传统AlGaN合金的新型深紫外发光材料,从而有望突破深紫外发光材料当前所面临的效率与成本瓶颈。
获国家自然科学基金委青年基金、面上项目、优秀青年基金(海外)、重大研究计划(培养项目)、领域重点基金、装备预研重点基金、国防基础科研等项目资助。