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導語

在可持續(xù)發(fā)展浪潮席卷全球工業(yè)領(lǐng)域的當下，歐盟 Horizon Europe 計劃正以前沿科技創(chuàng)新為引擎，全力推動產(chǎn)業(yè)變革。由思克萊德大學 Yi Qin 教授團隊主導的 “計算多模型支持設(shè)計” 項目，成功獲得 60 萬英鎊資助。該項目致力于借助人工智能與多尺度建模技術(shù)，打破傳統(tǒng)合金涂料研發(fā)的重重壁壘，為建筑、汽車、航空航天等行業(yè)量身打造更環(huán)保、高性能且成本低廉的涂層解決方案。

傳統(tǒng)瓶頸：實驗依賴與性能困境交織

合金涂層，尤其是高熵合金基多組分涂層（MCHEC），憑借其出色的耐磨性與耐用性，在工業(yè)市場上的需求呈爆發(fā)式增長。然而，現(xiàn)有的研發(fā)模式過度依賴實驗試錯，暴露出兩大棘手難題：其一，缺乏高效精準的計算機模型，難以精確模擬材料成分與加工條件對性能的影響；其二，實驗過程不僅周期漫長、成本高昂，而且與環(huán)境友好及循環(huán)經(jīng)濟目標背道而馳。這種現(xiàn)狀不僅導致高性能合金涂料價格居高不下，更使得歐洲對進口合金的依賴程度不斷加深，進一步加劇了供應(yīng)鏈風險。

創(chuàng)新突破：AI 與多模型融合的智能設(shè)計新范式

Qin 教授團隊提出的 “計算多模型支持系統(tǒng)” 堪稱顛覆性創(chuàng)新，該系統(tǒng)深度整合三大核心技術(shù)：多尺度建模技術(shù)實現(xiàn)了從原子級材料特性到宏觀性能表現(xiàn)的全維度模擬；人工智能算法通過機器學習對海量數(shù)據(jù)進行深度剖析，精準預測最優(yōu)合金成分與工藝參數(shù)；知識工程框架則巧妙融合材料科學原理與工業(yè)實際需求，構(gòu)建起智能決策數(shù)據(jù)庫。這一系統(tǒng)將極大地縮短研發(fā)周期，形成 “設(shè)計 - 模擬 - 驗證” 的完整閉環(huán)，預計可減少 90% 以上的實體實驗需求。

應(yīng)用前景：綠色工業(yè)與經(jīng)濟效益的雙重勝利

該項目聚焦四大關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域：耐磨涂層能夠顯著提升機械設(shè)備使用壽命，大幅降低維護成本；環(huán)保涂層可減少有毒成分使用，完全契合歐盟綠色新政要求；循環(huán)經(jīng)濟領(lǐng)域致力于開發(fā)可回收合金材料，有效減少資源浪費；在供應(yīng)鏈方面，將降低歐洲對進口高性能合金的依賴。據(jù)預測，新技術(shù)有望使涂料生產(chǎn)成本降低 30%，同時減少 30% 以上的碳排放，為歐洲實現(xiàn) “碳中和” 目標提供強大助力。

戰(zhàn)略意義：重塑全球材料產(chǎn)業(yè)格局

作為歐盟 “地平線歐洲” 計劃的重點項目，這項研究不僅具備技術(shù)前瞻性，更蘊含著深遠的戰(zhàn)略意義：它將推動歐洲高端涂料產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)從 “跟跑” 到 “領(lǐng)跑” 的跨越；有助于突破技術(shù)壁壘，建立自主知識產(chǎn)權(quán)體系，增強國際競爭力。同時，高性能涂層可延長基礎(chǔ)設(shè)施使用壽命，有效緩解資源開采壓力。正如 Qin 教授所言：“這不僅是材料科學領(lǐng)域的重大突破，更是工業(yè)范式的一次革新。借助數(shù)字技術(shù)賦能，我們正在重新定義合金涂料的研發(fā)邏輯。”

結(jié)語：從實驗室邁向產(chǎn)業(yè)化的跨越

隨著項目正式啟動，一個跨學科、多國協(xié)作的研發(fā)網(wǎng)絡(luò)正在逐步成型。這項探索不僅為合金涂料開辟了智能化設(shè)計的全新路徑，更彰顯了歐盟通過 “數(shù)字 + 綠色” 雙輪驅(qū)動實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級的戰(zhàn)略雄心。當 AI 與材料科學深度融合，一場悄無聲息的工業(yè)革命已然拉開帷幕。更環(huán)保、更智能、更具韌性的未來，或許就蘊藏在那一層看似微小的涂層之中。