论文标题：An Intelligent Manufacturing Platform of Polymers: Polymeric Material Genome Engineering

期刊：Engineering

作者：Liang Gao, Liquan Wang, Jiaping Lin, Lei Du

发表时间： August 2023

DOI：https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.01.018

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高性能高分子材料是高新科技和先进制造业的基石。高分子材料基因工程（polymeric material genome engineering，PMGE）正在成为高分子材料智能制造的重要平台。高分子材料基因工程的研究范式涉及理论计算、数据库技术、预测筛选以及实验验证，旨在实现合理设计、虚拟制备和智能制造，加速高分子材料的设计和开发。然而，高分子材料基因工程的发展仍处于起步阶段，许多问题亟待解决。

华东理工大学林嘉平研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2023年8月刊发表了题目为《高分子材料的智能制造平台——高分子材料基因工程》的综述性文章，阐述了高分子材料基因工程的概念，总结了最新研究成果，并强调了该领域的重要挑战和发展前景。文章特别强调了高分子材料的性能预估方法，包括性能代理量预测和机器学习性能预测。最后，讨论了高分子材料基因工程在先进复合材料、通信和集成电路等领域所亟需的高性能高分子材料创制方面的潜在工程应用前景。

图 高分子材料基因工程的挑战与前景。高分子数据库和基因、性能预测模型以及验证等问题仍有待通过跨学科研究来共同解决。通过高分子材料基因工程发现新材料，在化学工程、半导体、通信等领域具有应用潜力。

文章指出，高分子材料基因工程应考虑高分子的合成可行性以及适合大规模制造的加工性能。高分子材料基因工程可以加速高分子材料在各种工程应用中的发展，特别是当两种或多种性能彼此矛盾时。例如，高分子材料基因工程可以应用于以下领域：①先进树脂基复合材料；②化学工程与催化；③高分子有机半导体材料；④通信及集成电路材料。因此，工程应用需要开发综合性能优异的先进高分子材料，使用高分子材料基因工程无疑是最佳选择，通过高通量预测和筛选，高分子材料基因工程能够开发出综合性能优异的高分子材料。

总之，高分子材料基因工程将推动下一代材料的创新，它有望降低材料研究成本，平衡性能限制，以实现高分子材料的突破。高分子材料基因工程可以彻底变革传统的高分子设计方法，推动材料科学的研究进步。信息、数学、控制工程等学科之间的跨学科合作可解决性能预测和实验验证等问题。未来还有望实现正向预测和筛选以及逆向设计的双闭环。预计高分子材料基因工程将成为高分子设计和应用的可持续公共平台，研究人员可以利用高分子材料基因工程，对先进复合材料、半导体、通信等领域的新型高分子材料的加工、组分和性能进行合理设计。

引用信息：Liang Gao, Liquan Wang, Jiaping Lin, Lei Du. An Intelligent Manufacturing Platform of Polymers: Polymeric Material Genome Engineering [J]. Engineering, 2023, 27(8): 31–36.

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原文链接：https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.01.018

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