01
材料大模型概述
什么是材料大模型 · 与传统计算方法区别 · 核心技术栈 (Transformer/GNN/预训练-微调)
基础范式
02
材料数据工程
Materials Project · OQMD · AFLOW · 数据清洗/标准化 · 增强与合成
数据库预处理
03
晶体结构预测
扩散模型生成晶体 · 晶格参数预测 · 空间群分类
生成式晶体学
04
材料性质预测
电子性质(带隙/态密度) · 力学(弹性模量/硬度) · 热学(热导率/比热容)
性能多尺度
05
分子动力学加速
大模型作为力场替代 · 长程相互作用 · 反应路径搜索
MD力场
06
材料文本挖掘
文献自动摘要 · 实验流程NLP解析 · 实体识别与关系抽取
NLP知识抽取
07
多模态材料模型
图像(SEM/TEM)+文本+数值联合建模 · 跨模态检索与生成
多模态融合
08
逆向材料设计
目标性质驱动生成 · 多目标优化(强度-韧性) · 约束条件(成本/环保)
逆向优化
09
催化剂设计
吸附能预测 · 活性位点识别 · 反应机理推断
催化表面
10
电池材料
电极材料筛选 · 电解质离子电导率 · 循环寿命预测
储能电化学
11
合金设计
高熵合金相稳定性 · 成分-工艺-性能关联建模
合金高熵
12
高分子材料
玻璃化转变温度 · 聚合度与力学性能 · 高分子结构生成
聚合物软物质
13
二维材料
层状剥离能预测 · 异质结能带对齐 · MoS₂/石墨烯应用
2D异质结
14
超导材料
临界温度预测 · 超导机理辅助理解 · 新超导体发现
超导Tc
15
热电材料
塞贝克系数预测 · 热电优值ZT优化 · 载流子浓度调控
热电能源
16
光学材料
折射率预测 · 发光材料筛选 · 光子晶体设计
光子发光
17
磁性材料
居里温度预测 · 磁各向异性 · 自旋电子学材料
磁性自旋
18
建筑材料
混凝土强度预测 · 耐久性建模 · 低碳水泥配方优化
土木低碳
19
涂层与表面工程
腐蚀速率预测 · 附着力建模 · 功能涂层设计
表面防护
20
增材制造 (3D打印)
工艺参数-微观结构-性能关联 · 打印缺陷预测
3D打印工艺
21
材料失效分析
疲劳寿命预测 · 断裂韧性建模 · 腐蚀疲劳耦合
失效可靠性
22
实验设计自动化
主动学习驱动实验规划 · 贝叶斯优化在材料实验
自动化主动学习
23
高通量计算与筛选
虚拟筛选流程 · 计算-实验闭环验证
高通量虚拟筛选
24
材料知识图谱
实体链接 · 推理与问答 · 跨领域知识融合
知识图谱推理
25
可解释性在材料大模型
注意力可视化 · 特征重要性 · 物理一致性约束
可解释XAI
26
小样本与零样本学习
数据稀缺场景预测 · 迁移学习在材料中的应用
小样本迁移
27
不确定性量化
预测置信度 · 贝叶斯神经网络 · 主动学习中的不确定性
不确定性贝叶斯
28
模型部署与工程化
模型压缩(量化/蒸馏) · 边缘端部署 · API服务搭建
工程化部署
29
伦理与数据安全
材料数据隐私 · 双用途技术风险 · 开源与商业化平衡
伦理安全
30
未来展望
AI for Science 2.0 · 大模型+第一性原理 · 自动化实验室
前沿展望