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”
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”
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高性能树脂，这种关键的高分子材料，其研发向来是场“持久战”。按照传统路径，要开发出一款兼具低温固化、耐高温和高韧性的产品，没有个五到八年、近九百万元的研发投入，几乎难以想象。但现在，情况变了。在“AI+新材料”的研发新范式下，时间和投入被惊人地压缩到了一年和八十万元。数倍的效率提升，九成的成本削减，背后靠的可不是运气，而是实打实的AI力量。
最近，从上海市经信工作党委组织的“上海产业向新行”专题调研中传出一个消息：华东理工大学材料科学与工程学院的林嘉平团队，经过十余年攻关，用AI原生思维打造了一套名为“AI plus Polymers”的智能研发平台及高质量数据库。这套系统，彻底改变了高分子材料研发过去那种“大海捞针”的困境，为破解国内航空航天、高端装备领域关键材料的“卡脖子”难题，提供了一种碘伏性的解决方案。
“AI plus Polymers”智能研发平台。（供图）
高分子材料常被称为“工业味精”，用量不大，却直接决定着产品的核心性能。问题在于，高分子体系极其复杂，传统研发高度依赖经验和反复试错，效率低下。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道出了布局AI的初衷：正是为了探索一条新路，跳过大量无效实验，更快、更准地发现目标新材料。
这个想法很快迎来了实战检验。上海塑料研究所曾带着一道“既要、又要、还要”的难题找上门来——他们需要一款用于电子通讯领域的高性能导电胶。对方给出了40组原始配方，每组都包含近20种物质，比例各异。任务很明确：让AI工具学习这40组数据，然后逆向推荐出一个最优配方，精准调配固化剂、银粉、树脂、助剂等核心原料的比例，确保强度、电阻率、黏度、触变等所有关键指标全部达标。这还不够，对方还提了一个“苛刻”要求：出于成本考虑，希望在保证性能的前提下，把配方中两种较贵的原料比例压到最低。
高端导电胶在集成电路领域扮演重要角色。
结果如何？依托平台的多维优化算法，AI在百亿级的化学空间中理解规律、逆向设计，仅仅经过三轮迭代，就完成了导电胶的精准设计。更令人惊喜的是，最终推荐的配方只用了13种物质，性能完全达标，完美回应了所有要求。
初战告捷后，AI在航天领域再次“点石成金”。以薄膜太阳帆为例，这种大型空间展开构件对材料的要求极为严苛：质量要轻、刚度要高、变形能力还要大。这些力学性能往往相互制约，用传统试错方法很难找到平衡点。但当AI“接管”实验后，它迅速超越了“最强辅助”的角色，升维成为真正的创新引擎，精准设计出一种聚硅炔酰亚胺树脂。这种新材料不仅实现了轻、刚、韧的平衡，更是将材料的短时最高使用温度从500℃提升到了600℃以上。
薄膜太阳帆。
如此高效的能力，迅速为平台赢得了口碑。目前，航天领域的多家单位，以及华谊集团、库贝化学等研究机构和新材料企业，已经开始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。在有限开放的情况下，平台已覆盖全国60余家单位的上千名研发人员，累计访问量超过116万次。更实在的成果是，平台已帮助发现了1.27万个潜在新材料，其中94款已完成实验室验证，2款已投入实际应用。
那么，原本“不懂化学”的AI，为何能实现如此卓越的输出？关键在于高质量的专业数据。华东理工大学林嘉平教授透露，自2013年起，团队近百名师生就开始了漫长而细致的数据整理与清洗工作，目前已建成了超过760万条数据的国内首个、也是最大的高分子材料专用数据库。这里面的数据来之不易，有的数据集仅有100多条数据，却是一名博士生花费整整一年时间积累的结晶，其质量已经通过了企业实践和AI应用的双重检验。
林嘉平团队。（供图）
据了解，“AI plus Polymers”平台于2024年正式发布，目前已经迭代至3.0版本。林嘉平团队近期还发布了通专融合的Chat AIPolym大模型，可以通过更智能的人机交互，完成对高性能树脂、有机光电材料、复合材料等多种类型材料的定制化设计。
放眼全球，AI正在材料研发领域引发一场智能竞赛。美国阿贡国家实验室正尝试让AI与机器人结合，自主完成材料试验与优化；日本则利用AI成功研制出了在水中也能保持超强黏性的水凝胶材料。面对这场竞赛，上海也在积极行动。去年8月，由市经信委牵头印发的《上海市加快推动“AI+制造”发展的实施方案》中明确提出，要打造人工智能赋能材料中心，重点培育先进合金、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。这场由AI驱动的材料革命，才刚刚开始。
原标题：《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”》
来源：作者：解放日报 李晔
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