为大国重器锻造“极境之心”:极端能源材料智能创制教育部重点实验室启航

随着国家重大科技工程向极宏观拓展与极微观深入,传统能源器件在面对极限空间、极温热交变、极高压、强辐射、强腐蚀等多场复杂耦合的极端工况时,往往面临结构坍塌与性能断崖式下降的“极境之困”。
丁奎岭在致辞中指出,深空、深海等领域的极端环境对能源材料提出了前所未有的考验,传统的“试错法”研发范式已难以满足国家战略急需,而以人工智能为驱动的智能创制新范式,为突破这些瓶颈开辟了关键路径。丁奎岭对实验室提出三点期望:勇担国家使命,聚焦核心关键技术攻关;深化交叉融通,引领材料研发范式变革;坚持筑巢引凤,走出具有交大特色的人才自主培养之路。
会上举行了第一届学术委员会聘任仪式。学术委员会主任由中国科学院院士、复旦大学教授包信和担任,副主任由中国科学院院士、中国科学院上海硅酸盐研究所研究员陈立东担任,汇聚了来自纳米能源、空间电源、材料科学、机器学习、船舰动力、航空装备等领域顶尖专家。院士领衔基础前沿研究,总师锚定装备实战需求,构建起“前沿探索+特种验证”的协同创新格局。
实验室主任、上海交大材料学院讲席教授黄富强向学术委员会汇报了实验室总体建设情况。他表示,当前深空、深海、深地等“三深两极”战略空间加速拓展,能源材料在极端工况下的失效问题日益凸显。实验室的核心科学使命是揭示极端多场耦合条件下材料微结构损伤的孕育、演化与失效机制,依托材料基因组大数据库与高保真机器学习力场,构建“计算预测-高通量实验合成-原位表征”相互校准的智能创制闭环,实现极端能源材料的快速筛选与精准设计。
实验室确立了四大核心研究方向:方向一为极端能量捕获材料AI创制,由日本工程院外籍院士、上海交大溥渊未来技术学院讲席教授戚亚冰牵头,聚焦耐辐照高效光伏材料与抗辐射热电材料;方向二为极端能量存储材料AI创制,由黄富强领衔,聚焦高比能致密电源、抗极温双高固态电池等储能体系;方向三为极端能源器件与系统集成,由上海交大张江高等研究院讲席教授胡志宇负责,构建“光-热-电”一体化智慧能源系统;方向四为材料人工智能设计与表征平台,由上海交大材料学院讲席教授汪洪带队,为前三个方向提供AI-ready极端环境数据与算法底座支撑。
据介绍,该实验室拥有全国高校首条自有同步辐射线站——上海光源材料基因组专用线站,可作为“数据工厂”源源不断产出高纯度、结构化的多物理场耦合实验数据。实验室还与中国科学院空间应用工程与技术中心、中国航天科技集团第八研究院上海空间电源研究所、中国航空工业集团成都飞机设计研究所等单位合作,构建覆盖“地面模拟-在轨考核-装备应用”全链条的极端环境验证体系,推动材料研发与工程需求深度对接。
包信和院士主持学术委员会交流研讨。与会专家围绕实验室研究方向凝练、应用场景聚焦、AI融合路径、产学研合作等议题进行了深入讨论。学术委员会建议实验室针对极端环境材料数据匮乏的瓶颈,建立多场耦合工况下的标准化数据采集体系;进一步聚焦深空、深海等特定应用场景,以关键器件攻关带动整体突破;与大科学装置平台、科研院所设立联合攻关课题,推动需求端与研发端精准对接。


-上海交通大学材料学院-
文稿编辑/方裕强
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