创元网全球材料竞赛正酣，上海研发投入缩九成，反在航空航天领域破“卡脖子”

高性能树脂，一种高分子材料。以传统路径开发一款低温固化、耐高温、高韧性的高性能树脂，需要5至8年，研发投入约900万元。但在“AI+新材料”研发新范式下，时间与投入压缩到一年、80万元。数倍的效率提升、研发投入降九成，靠的不是运气，而是AI。

记者从上海市经信工作党委组织的“上海产业向新行”专题调研中获悉，华东理工大学材料科学与工程学院林嘉平团队历经十余年攻关，以AI原生思维打造的“AI plus Polymers”智能研发平台及高质量数据库，一改高分子材料研发大海捞针痛点，为国内航空航天、高端装备领域关键材料“卡脖子”问题提供了颠覆性解决方案。

“AI plus Polymers”智能研发平台。（供图）

高分子材料被称“工业味精”，无需大量使用，却决定产品关键性能。由于高分子体系极复杂，研发过程高度依赖经验试错。林嘉平团队核心成员、华东理工大学材料科学与工程学院副教授高梁介绍，之所以在国内率先布局以AI驱动的高分子研究，旨在探索跳过大量无效实验，更快更准发现新材料。

上海塑料研究所曾求助一道“既要又要还要”的难题——导电胶，电子通讯领域至关重要的高性能聚合物材料。上海塑料研究所给出了40组导电胶配方，每组配方均包含近20种物质，但比例各不相同。AI工具要通过学习这40组原始配方，推荐出一个最优配方，涉及固化剂、银粉、树脂、助剂等核心原料的不同配比，确保导电胶在强度、电阻率、黏度、触变等关键指标全部达标。对方甚至提出一个“过分”要求，即基于成本考虑，希望在保证性能前提下，将其中两个较贵的原料比例砍到最低。

高端导电胶在集成电路领域扮演重要角色。

依托多维优化算法，AI在百亿级化学空间内理解规律、逆向生成，仅三轮迭代就完成了导电胶的精准设计，且超乎期待地只用了13种物质，性能完全达标。

AI继而在航天领域点石成金。薄膜太阳帆，是一种大型空间结构展开构件，材料要求质量轻、刚度高、变形大，这些力学性能相互制约，传统试错实验很难获得兼具上述特性的材料。但AI“接管”实验后，很快超越“最强辅助”角色，升维为创新引擎，精准设计出聚硅炔酰亚胺树脂，在实现材料轻、刚、韧的基础上，还将材料短时最高使用温度从500℃提升至600℃以上。

薄膜太阳帆。

这样的AI迅速圈粉。目前，航天多家单位、华谊集团、库贝化学等研究机构和新材料企业，已常态化地通过云端调用或本地部署，使用“AI plus Polymers”平台及数据库。平台在有限开放的情况下，已覆盖全国60余家单位的上千名研发人员，累计访问量逾116万次，已发现潜在新材料1.27万个，其中94款完成实验室验证，2款已应用于实际。

让原本“不懂化学”的AI实现卓越输出，优质且专业的数据功不可没。华东理工大学林嘉平教授告诉记者，2013年起，团队近百名师生一点点整理和清洗数据，已建成超760万国内首个也是最大的高分子材料专用数据库，其中一个数据集仅100多条宝贵数据，却是一名博士花一年时间积累的，数据质量已经过企业实践和AI应用的检验。

林嘉平团队。（供图）

据悉，“AI plus Polymers”2023年发布，现平台已迭代至3.0版本。林嘉平还新近发布通专融合的Chat AIPolym大模型，可通过更智能的人机交互，完成高性能树脂、有机光电材料、复合材料等多类型材料的定制化设计。

眼下，AI正引发全球材料研发领域智能竞赛，美国阿贡国家实验室让AI+机器人自主完成材料试验与优化，日本利用AI研制出了在水中也能保持超强黏性的水凝胶材料。上海也正推进“AI+”行动。去年8月，市经信委牵头印发《上海市加快推动“AI+制造”发展的实施方案》，明确提出打造人工智能赋能材料中心，培育先进合金、特种高分子、无机材料、有机化合物等4类专业AI模型及示范应用。

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