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我院杨炯教授课题组在材料基因组高通量全流程新材料筛选研究领域获突破性进展

Created Date 9/1/2018    View Numbers  725 Return    
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       我院杨炯教授课题组成功利用材料基因组(MGI)方法在高通量全流程新材料筛选研究领域获突破性进展,该成果以新型热电材料为示范,在国际上首次通过高通量理论预测得到热电优值大于1.0的新型热电化合物,论文以“Discovery of High-Performance Thermoelectric Chalcogenides through Reliable High-Throughput Material Screening”为题发表于最新一期出版的美国化学会会志JACS上。
       材料基因组工程是近年来新兴起的一种加速材料设计、研发、应用的一种有效手段,融合了材料、物理、化学、计算机、数学、生物等诸多学科交叉新领域,成为近年来全世界范围内学科交叉的新热点。本论文利用上海大学材料基因组工程研究院与计算机学院新近建立起来的第一性原理高通量计算平台Materials Informatics Platform (MIP),以此为基础,在集成数据库技术、高通量计算、高通量材料制备与实验筛选全流程材料基因组方法,以新型高性能热电材料为研发示范对象,发展了兼顾计算效率与精度的电子驰豫时间计算方法,并将之集成于MIP的电输运性质模块,成为目前国际领先的热电材料高通量研究解决方案。利用该模块,我们对硫族类金刚石结构的热电化合物中做了高通量的筛选工作。该工作的流程如图所示,通过结构搜索数据库利用,电子结构筛选,电输运计算寻优等等多个步骤,最终提出一类新型类金刚石结构化合物,并通过实验验证显示所提出的化合物具有大于1.0的热电优值。
 


       该论文工作的重要贡献在于首次利用我校材料基因组研究院新建立起来的高通量计算与实验平台,是在集成数据库技术、高通量计算、高通量材料制备与表征筛选全流程材料基因组方法上实现的创新性成果,在国际上首次通过高通量材料基因组方法预测得到热电优值大于1.0的新型热电化合物,也是国内在发展材料基因组工程技术方法方面的重大突破性成果之一,是材料基因组全流程技术的成功实践,其工作得到国家材料基因组专家组的首肯和高度评价!
       该工作由上海大学杨炯教授,骆军教授及南方科技大学张文清教授课题组合作共同完成,上海大学为第一完成单位,材料基因组研究院青年副教授席丽丽博士为论文第一作者,钱伟长学院2014级材料基因组工程特色班姜笛、李欣然两位本科生参与了部分工作为论文共同作者。该工作得到国家重点研发计划,国家自然科学基金重点项目等课题的资助。
       论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b04704

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