高分子材料作為現(xiàn)代工業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)，其研發(fā)長(zhǎng)期面臨周期長(zhǎng)、成本高、效率低等難題。傳統(tǒng)路徑下，開發(fā)一款兼具低溫固化、耐高溫和高韌性的高性能樹脂，往往需要5至8年時(shí)間，研發(fā)投入高達(dá)900萬(wàn)元。然而，隨著人工智能技術(shù)的深度介入，這一領(lǐng)域正經(jīng)歷顛覆性變革——華東理工大學(xué)林嘉平團(tuán)隊(duì)通過(guò)構(gòu)建“AI plus Polymers”智能研發(fā)平臺(tái)，將研發(fā)周期壓縮至一年，成本降至80萬(wàn)元，效率提升數(shù)倍的同時(shí)，為航空航天、高端裝備等領(lǐng)域的“卡脖子”材料問(wèn)題提供了創(chuàng)新解決方案。

“高分子材料研發(fā)曾像‘大海撈針’，依賴經(jīng)驗(yàn)試錯(cuò)，效率極低。”林嘉平團(tuán)隊(duì)核心成員、華東理工大學(xué)副教授高梁指出，團(tuán)隊(duì)自2013年起布局AI驅(qū)動(dòng)的高分子研究，旨在通過(guò)智能算法跳過(guò)無(wú)效實(shí)驗(yàn)，精準(zhǔn)定位目標(biāo)材料。這一思路在導(dǎo)電膠研發(fā)中得到驗(yàn)證：上海塑料研究所提出“既要高性能又要低成本”的嚴(yán)苛需求，提供40組包含近20種物質(zhì)的配方數(shù)據(jù)，要求AI在保證強(qiáng)度、電阻率等指標(biāo)達(dá)標(biāo)的前提下，將兩種昂貴原料比例降至最低。依托多維優(yōu)化算法，AI在百億級(jí)化學(xué)空間中逆向推演，僅通過(guò)三輪迭代便設(shè)計(jì)出僅含13種物質(zhì)的配方，性能全面超越預(yù)期。

航天領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)一步彰顯AI的“點(diǎn)石成金”能力。薄膜太陽(yáng)帆作為大型空間結(jié)構(gòu)展開構(gòu)件，需同時(shí)滿足輕質(zhì)、高剛度和大變形等相互制約的力學(xué)性能，傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)。AI接管實(shí)驗(yàn)后，通過(guò)分析材料特性與性能的深層關(guān)聯(lián)，精準(zhǔn)設(shè)計(jì)出聚硅炔酰亞胺樹脂，不僅突破了材料輕、剛、韌的平衡難題，還將短時(shí)最高使用溫度從500℃提升至600℃以上，為深空探測(cè)提供了關(guān)鍵材料支撐。

優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)是AI發(fā)揮效能的核心基礎(chǔ)。林嘉平團(tuán)隊(duì)歷時(shí)十余年，組織近百名師生對(duì)海量文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、清洗，構(gòu)建了國(guó)內(nèi)首個(gè)超760萬(wàn)條的高分子材料專用數(shù)據(jù)庫(kù)。其中，一個(gè)僅含100余條數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集，由一名博士耗時(shí)一年積累完成，其質(zhì)量已通過(guò)企業(yè)實(shí)踐和AI應(yīng)用驗(yàn)證。“沒有高質(zhì)量數(shù)據(jù)，AI就是‘無(wú)米之炊’。”林嘉平強(qiáng)調(diào)，數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)模與專業(yè)性直接決定了模型的預(yù)測(cè)精度。

目前，“AI plus Polymers”平臺(tái)已迭代至3.0版本，并發(fā)布通專融合的Chat AIPolym大模型，支持高性能樹脂、有機(jī)光電材料等多類型材料的定制化設(shè)計(jì)。航天單位、華誼集團(tuán)、庫(kù)貝化學(xué)等60余家機(jī)構(gòu)的上千名研發(fā)人員通過(guò)云端調(diào)用或本地部署使用該平臺(tái)，累計(jì)訪問(wèn)量超116萬(wàn)次，已發(fā)現(xiàn)1.27萬(wàn)個(gè)潛在新材料，其中94款完成實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，2款實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

全球范圍內(nèi)，AI正引發(fā)材料研發(fā)領(lǐng)域的智能競(jìng)賽。美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室利用AI與機(jī)器人自主完成材料試驗(yàn)優(yōu)化，日本通過(guò)AI研制出水中超強(qiáng)黏性水凝膠。上海也加速布局“AI+”行動(dòng)，市經(jīng)信委去年印發(fā)方案，明確提出打造人工智能賦能材料中心，重點(diǎn)培育先進(jìn)合金、特種高分子等4類專業(yè)AI模型及示范應(yīng)用。隨著技術(shù)迭代與生態(tài)完善，AI與材料科學(xué)的深度融合，正在重塑工業(yè)創(chuàng)新的底層邏輯。