傳統(tǒng)的材料研制方法主要為試錯(cuò)法,即利用現(xiàn)有關(guān)于材料的理論與知識(shí)經(jīng)驗(yàn),通過(guò)調(diào)整研究材料配比,進(jìn)行表征測(cè)試和檢驗(yàn),最終找到滿足需求的材料。
這樣的方法導(dǎo)致材料研發(fā)周期過(guò)長(zhǎng),遠(yuǎn)不能滿足人們對(duì)新材料的需求,“能否有一個(gè)更加科學(xué)的方法替代試錯(cuò)法?能不能在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上,通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算、材料的原理來(lái)預(yù)測(cè)要達(dá)到某種材料所需要的組成,然后再通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合成,并檢測(cè)是否符合要求?”王海舟說(shuō),正是基于這樣的考量,“材料基因組計(jì)劃”應(yīng)運(yùn)而生。
他介紹,材料基因組可以反映材料某種特性的“基本單元”及其“組裝”機(jī)理;締卧改苤苯臃从巢牧闲阅懿町惖淖钚∥镔|(zhì)單元。不同材料基本單元并非唯一,可以是自然存在的原子、分子、電子、離子、單一相等物質(zhì)粒子,也可以是上述物質(zhì)組合而成的團(tuán)簇、單元或組合相。
王海舟認(rèn)為,材料基因組計(jì)劃的做法把傳統(tǒng)的“研發(fā)—產(chǎn)品”這一過(guò)程整個(gè)翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái),即從應(yīng)用需求出發(fā),倒推符合相應(yīng)結(jié)構(gòu)功能的材料。這樣一種顛覆性的改變,意味著需要對(duì)各種材料有足夠多的認(rèn)識(shí)和積累,包括結(jié)構(gòu)組成、性能、工藝優(yōu)化等!"材料基因組計(jì)劃"不像人類基因組計(jì)劃那樣璀璨耀眼,但其意義卻十分重大!
他表示:“"材料基因組計(jì)劃"可以實(shí)現(xiàn)材料領(lǐng)域發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變,把新材料研發(fā)和應(yīng)用速度從目前的10~20年縮短為5~10年。它能夠揭示物質(zhì)構(gòu)成、不同元素排列與材料功能之間的關(guān)系,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有目的地設(shè)計(jì)新材料!