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科技日報(bào) 2025-07-06 09:03:49
沈涵 科技日報(bào)記者 王春
熱輻射超材料是一種能夠幫助物體自動降溫的特殊人造材料，在多個(gè)領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值，但這種超材料的微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料組分設(shè)計(jì)組合起來有上百萬種可能。
7月2日，由上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院周涵教授團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的熱輻射超材料逆向設(shè)計(jì)AI模型在國際期刊《自然》發(fā)表。該模型能夠大批量生成相關(guān)候選設(shè)計(jì)方案。
團(tuán)隊(duì)從生物體的三維拓?fù)錁?gòu)型中獲取靈感，提煉出多種三維結(jié)構(gòu)單元和空間排列方式，并通過首創(chuàng)“三平面建模法”實(shí)現(xiàn)了對三維結(jié)構(gòu)單元的精準(zhǔn)描述，建立了涵蓋57110組數(shù)據(jù)的“材料—超構(gòu)模型—光譜性能”數(shù)據(jù)庫。基于此，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了熱輻射超材料逆向設(shè)計(jì)AI模型。
該模型根據(jù)所需光譜特性，能快速、精準(zhǔn)、大批量生成相應(yīng)超材料的多種設(shè)計(jì)方案。“輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，1秒鐘就能生成2000個(gè)設(shè)計(jì)方案?！?/span>團(tuán)隊(duì)成員之一、上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生肖誠禹說。
為驗(yàn)證該模型實(shí)際效能，團(tuán)隊(duì)用AI模型設(shè)計(jì)并用人力實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了4種針對特定應(yīng)用的熱輻射超材料，可用于柔性薄膜、涂料、貼片等多種領(lǐng)域。在戶外實(shí)測中，這些超材料均展現(xiàn)出優(yōu)異的自降溫效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示了該模型在建筑節(jié)能、城市熱島效應(yīng)緩解等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。
責(zé)編：周陽樂
一審：周陽樂
二審：楊丹
三審：楊又華
來源：科技日報(bào)
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