新材料|大数据如何塑造材料科学家的新世界？( 三 )
本文图片
HAAIFF实现高精度势函数训练
（3）通过分析大量材料数据 ， 通过机器学习归纳出形成能预测模型 ， 可用迅速判断新材料的形成能和结构稳定性等 ， 从而指导新材料设计、合成难度程度预测等 。
本文图片
通过对atomly数据库学习得到的材料形成能预测模型
04
迅速达到巅峰 ，
物理所材料基因未来可期
放眼全球 ， 材料计算已经成为指导新材料研发的常规方法 ， 而各类新奇的材料数据库像雨后春笋一般不断被开发、报道 。 这其中最具代表性的计算材料数据库 ， 便是前文中提到了Materials Project、OQMD和Aflow 。 但是 ， 这些库近年来发展明显放缓 ， 数据质量也参差不齐 。 例如 ， OQMD包含大量易于计算的合金材料 ， 但对离子化合物的相图刻画非常不全面；Materials Project只有50%的结构拥有电子结构信息 ， 且近期数据增长放缓 。
本文图片
材料数据库幕后的软件体系
材料基因工程是物理所近期布局的重要发展领域 ， 借助物理所在材料计算方向的积累和特色 ， 结合了物理所、松山湖材料实验室、怀柔材料基因平台的优势力量 ， Atomly发展迅速 ， 从开始构建到上线的1年多时间内 ， 已经完成了对14万个材料的高精度计算 ， 每个材料的电子结构等基本信息方面十分全面且精确 ， 迅速站在了世界材料数据库界的巅峰 。 就目前而言 ， 初版上线的Atomly整体已非常优秀 。 但是 ， Atomly的上线仅仅是一个开始 。 目前仍有数以万计的新结构正在计算 ， 各材料的介电函数、声子谱等重要且独特的物理信息也正在上线的路上 。 在拥有材料大数据积累的前提下 ， 机器学习等更多新型人工智能方法将使材料数据库的整体性和优越性不断完善和提高 ， 为新材料的研发提供更加智能的捷径 。
材料科学蓬勃发展 ， 材料探索永无止境 。 Atomly还有很大的成长空间 ， 物理所材料基因研究未来可期 。 Atomly将保持世界巅峰水准 ， 与其他优秀的材料计算数据库一道 ， 为我国乃至全世界材料科学家们探索材料基因、研发新型材料打下坚实的基础 。
备注：
文中提交的材料计算基础设施及数据库由中国科学院物理研究院、松山湖材料实验室、怀柔材料基因组研究平台的科学家共同完成 。
本文图片
怀柔材料基因组研究平台
参考：
[1] 材料基因/孟胜 ， 刘行编著;辽宁省科学技术协会组编.—北京:科学普及出版社 ， 2017.2
[2] Aydinol M K, Kohan A F, Ceder G, et al. Ab initio study of lithium intercalation in metal oxides and metal dichalcogenides[J]. Physical Review B, 1997, 56(3): 1354.
[3] Jain A, Ong S P, Hautier G, et al. Commentary: The Materials Project: A materials genome approach to accelerating materials innovation[J]. Apl Materials, 2013, 1(1): 011002.
[4] Saal, J. E., Kirklin, S., Aykol, M., Meredig, B., and Wolverton, C. "Materials Design and Discovery with High-Throughput Density Functional Theory: The Open Quantum Materials Database (OQMD)", JOM 65, 1501-1509 (2013).
[5] Curtarolo S, Setyawan W, Hart G L W, et al. AFLOW: an automatic framework for high-throughput materials discovery[J]. Computational Materials Science, 2012, 58: 218-226.
[6] Mounet N, Gibertini M, Schwaller P, et al. Two-dimensional materials from high-throughput computational exfoliation of experimentally known compounds[J]. Nature nanotechnology, 2018, 13(3): 246.
[7] Sun W, Bartel C J, Arca E, et al. A map of the inorganic ternary metal nitrides[J]. Nature materials, 2019, 18(7): 732.
作者：李轩熠 等
审核：刘淼
编辑：fengyao
推荐阅读
![[人民前线]侦察兵里当尖兵！，00后上等兵](https://imgcdn.toutiaoyule.com/20200502/20200502161114462652a_t.jpeg)
- 流感|流感如何应对？听听郑州市九院儿科主任杨平怎么说的
- 蠢萌新闻|《急先锋》成龙的“接棒”杨洋，年轻演员们表现如何？
- 观览天下|一块石头卖到十万，看村民们如何发家致富，你心动了吗？
- 乡村波比|野猪被禁止食用，农村野猪泛滥，糟蹋庄稼，该如何解决？
- 气象卫星|一文读懂风云气象卫星50年如何改变中国，未来两次发射“值得期待”
- 科学|世界3大未解之谜：生命起源、地球内核、宇宙之谜，该如何解释？
- Wind数据显|事关500万股民！2270亿洪峰将至，8只股票流通盘增逾3倍（附名单）
- 光速|如何超越光速？｜No.227
- 比例尺|航天科工成功获取首幅1：2000比例尺雷达测绘数据
- 崇明|如何培养“小生态人”？揭开崇明推进生态教育的“学校密码”