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我校阳庆元教授等在材料基因组学领域取得重要进展

2021-02-01 09:31

本文摘要:在国家自然科学基金和国家重点R&D项目的资助下,我校化学工程学院杨清源教授和钟崇礼教授的研究团队最近在材料基因组学领域取得了最重要的进展,并在国际上明确提出了高通量构建纳米多孔材料的基因组学新方法。他们与上海有机技术研究所的赵鑫教授合作,通过定向实验构建了所设计的新型流形结构材料。研究结果于2018年12月10日《大自然•通讯》在线发表,题目为“高通量构建靶向合成的材料基因组学方法”。 本刊主要发表自然科学领域的近期科研进展,其近期发表的影响因子为12.353。

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在国家自然科学基金和国家重点R&D项目的资助下,我校化学工程学院杨清源教授和钟崇礼教授的研究团队最近在材料基因组学领域取得了最重要的进展,并在国际上明确提出了高通量构建纳米多孔材料的基因组学新方法。他们与上海有机技术研究所的赵鑫教授合作,通过定向实验构建了所设计的新型流形结构材料。研究结果于2018年12月10日《大自然•通讯》在线发表,题目为“高通量构建靶向合成的材料基因组学方法”。

本刊主要发表自然科学领域的近期科研进展,其近期发表的影响因子为12.353。本文第一作者是化工学院博士生蓝友石,通讯作者是杨清源教授、钟崇礼教授、赵鑫教授。本文链接:科技创新和经济社会发展更依赖于新材料的变化,其中COFs是由有机单体通过强共价键连接而成的新型结晶多孔高分子材料,近年来开始出现在许多潜在的应用领域。

目前,材料基因组计划(MGI)导致了一种全新的材料研发模式。最重要的挑战之一在于整合高通量计算技术,并基于材料基因组学的概念构建具有非常丰富的流形类型和孔隙化学的相当大的结构空间,可用于识别最佳可能的材料。因此,本工作创造性地、明确地提出了“模仿化学反应”区分COF物质基因的学术思想,明确提出了没有反应位点信息的“遗传结构单元”(GSU)的新概念,并通过概念上的创造性和计算,发展了一种基于“类反应连接组装算法”的高通量构建方法(QReaxAA)。针对2D材料的构造,明确提出了一种“自适应算法”来解决如何设置材料层间距的问题。

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在此基础上,创建了一个合适的基因库和一个可观察的数据库,包括大约470,000个材料,其中四个被用作定向制备的概念测试的例子,这成功地证明了所建立的基因组学方法的简单性和可靠性。因此,这项工作不仅可以获得高通量材料建设的简单方法和工具,而且有助于转变材料研发模式,使材料研发更加环保高效。概念创意和施工方法创意图1。

左图:研究思路和基于GSU的材料基因判别方法;右:基于QReaxFF方法的2D和3DCOF材料装配工艺。新的管汇结构及其定向组成图2。


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