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導(dǎo)語(yǔ)

在可持續(xù)發(fā)展浪潮席卷全球工業(yè)領(lǐng)域的當(dāng)下，歐盟 Horizon Europe 計(jì)劃正以前沿科技創(chuàng)新為引擎，全力推動(dòng)產(chǎn)業(yè)變革。由思克萊德大學(xué) Yi Qin 教授團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)的 “計(jì)算多模型支持設(shè)計(jì)” 項(xiàng)目，成功獲得 60 萬(wàn)英鎊資助。該項(xiàng)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(shí)驗(yàn)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(chǎng)上的需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。然而，現(xiàn)有的研發(fā)模式過(guò)度依賴實(shí)驗(yàn)試錯(cuò)，暴露出兩大棘手難題：其一，缺乏高效精準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)模型，難以精確模擬材料成分與加工條件對(duì)性能的影響；其二，實(shí)驗(yàn)過(guò)程不僅周期漫長(zhǎng)、成本高昂，而且與環(huán)境友好及循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)背道而馳。這種現(xiàn)狀不僅導(dǎo)致高性能合金涂料價(jià)格居高不下，更使得歐洲對(duì)進(jìn)口合金的依賴程度不斷加深，進(jìn)一步加劇了供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。

創(chuàng)新突破：AI 與多模型融合的智能設(shè)計(jì)新范式

Qin 教授團(tuán)隊(duì)提出的 “計(jì)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(shí)現(xiàn)了從原子級(jí)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(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行深度剖析，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)最優(yōu)合金成分與工藝參數(shù)；知識(shí)工程框架則巧妙融合材料科學(xué)原理與工業(yè)實(shí)際需求，構(gòu)建起智能決策數(shù)據(jù)庫(kù)。這一系統(tǒng)將極大地縮短研發(fā)周期，形成 “設(shè)計(jì) - 模擬 - 驗(yàn)證” 的完整閉環(huán)，預(yù)計(jì)可減少 90% 以上的實(shí)體實(shí)驗(yàn)需求。

應(yīng)用前景：綠色工業(yè)與經(jīng)濟(jì)效益的雙重勝利

該項(xiàng)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(jī)械設(shè)備使用壽命，大幅降低維護(hù)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(jì)領(lǐng)域致力于開(kāi)發(fā)可回收合金材料，有效減少資源浪費(fèi)；在供應(yīng)鏈方面，將降低歐洲對(duì)進(jìn)口高性能合金的依賴。據(jù)預(yù)測(cè)，新技術(shù)有望使涂料生產(chǎn)成本降低 30%，同時(shí)減少 30% 以上的碳排放，為歐洲實(shí)現(xiàn) “碳中和” 目標(biāo)提供強(qiáng)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(jì)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目，這項(xiàng)研究不僅具備技術(shù)前瞻性，更蘊(yùn)含著深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義：它將推動(dòng)歐洲高端涂料產(chǎn)業(yè)實(shí)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(shí)產(chǎn)權(quán)體系，增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，高性能涂層可延長(zhǎng)基礎(chǔ)設(shè)施使用壽命，有效緩解資源開(kāi)采壓力。正如 Qin 教授所言：“這不僅是材料科學(xué)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(yǔ)：從實(shí)驗(yàn)室邁向產(chǎn)業(yè)化的跨越

隨著項(xiàng)目正式啟動(dòng)，一個(gè)跨學(xué)科、多國(guó)協(xié)作的研發(fā)網(wǎng)絡(luò)正在逐步成型。這項(xiàng)探索不僅為合金涂料開(kāi)辟了智能化設(shè)計(jì)的全新路徑，更彰顯了歐盟通過(guò) “數(shù)字 + 綠色” 雙輪驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的戰(zhàn)略雄心。當(dāng) AI 與材料科學(xué)深度融合，一場(chǎng)悄無(wú)聲息的工業(yè)革命已然拉開(kāi)帷幕。更環(huán)保、更智能、更具韌性的未來(lái)，或許就蘊(yùn)藏在那一層看似微小的涂層之中。