MGI和NKI的相通性及启示

MGI和nkiI的相:It;生Zhri新材料产业杂志2014年弟八期一、纳米技术知识基础设施计划概述1纳米技术知识基础设施计划与纳米信息学2012年5月即在材料基因组计划颁布11个月之后美国国豕纳米计划(NationalNanoltechnologylntiativeNNI)提出纳米技术知识基础设施计划以确保美国在纳米领域可持续设计方面继续保持其国际领先地位0该计划旨在建立一个直接面向问题、面向需求的纳米技术知识基础设施从而加快美国在纳米领域技术发现与技术创新的速度0从计划的内容与目标不难看出此项计划与材料基因组计划有诸多相似相通的地方0提到纳米技术知识基础设施计划必须要提及纳米信息学(nanoinformatics)这一重要的概念0纳米信息学指的是开发和实施有效的机制以帮助相关机构对纳米技术信息进行收集、验证、储存、分)、.、发掘、分析和应用覆姜rrn整个纳米领域影响到研究、开发以及应用的方方面面0一个不断占兀善的纳米信息学善实验数据的再现性型的开发和验证而将用从而确保国豕纳米此纳米信息学将为纳计研究方向最优化和础0从这个角度来看计划和纳米信息学的发计划的实施提供了必要2*纳米技术知识基础力(1)多元化的合作豕工程师和技术人员队对于美国纳米技术关重要它们是美国纳坚力县里0该团队涉及纳产业化的方方面面包主要有:实验科学豕、产业工程师负责材料等的技术人员0(2)一个灵活的可以开展多基础设施将通过不断改以及通过促进工具和模数据转换成信息加以应技术可持续性发展0因米材料和产品的合理设风险评估奠止坚实的基纳米技术知识基础设施展同时也为材料基因组的补充与帮助0设施计划的基础与助推团队建立一个由科学组成的多样性的协作团的研究、开发和应用至米技术核心兄争力的中米技术研究、开发乃至括多方面的研究力县里计算科学家和理论豕合成、测试、质量监控跨学科的协作网络建立学科知识协作的网络有效衔接基础实验研究、建立模型和应用开发对于提高研发效率具有重要的作用0可罪的计算模型台匕目匕够准确地预测和设计具有理想性台匕目匕的纳米材料并进行风险评估和管理0此外模型在开发新概念以及加深人们对纳米级材料的性台匕目匕和行为的理解方面也起着重要作用0因此当模型和实验结果在网络中台匕目匕够被迅速分)、.时基础研究与应用开发就可以更加有效迅速地连接起来从而有的放矢提高研发效率0(3)可持续的计算工具箱一套台匕目匕够促进实验分析和理解纳米材料的计算工具对于占兀成纳米技术知识基础设施计划而至关重要0计算工具台匕目匕够帮助人们发现在当、之，刖理论框架中不明显或难以表现出来的材料的性台匕目匕与现象之问的关系0因此经过验证、易于访问且日到良好维护的模拟软件将对纳米材料的性台匕目匕和行为做出可罪的模拟从而有效帮助纳米材料的设计与开发0(4)坚实的数据基础纳米技术知识基础设施计划迫切需要建立一个坚实的纳米技术数据和信息基础将纳米材料设计、合成、性台匕目匕、现象以及对生物和环境的影响等方面实验数据进行整合0开源数据与软件、开放获取的方式、通用的数据传送与存档格式、标准化的词表等都是建立这一基础的必要条件对研究人员管理与储存实验数据具有重要的息义同时也将极大地促进不同学科问研究人员的数据共与彼此合作03纳米技术知识基础设施计划与材料基因组计划相互促进、共同发展材料基因组计划是美国众多行业众多机构为加速本国先进材料的发现和巩周制造业的地位而共同做出的努力0纳米技术知识基础设施计划与材料基因组计划的合作涉及纳米技术知识基础设施计划的所有方面特别是研究方法和数据方面的建设0通过相互问合作与交流纳米技术知识基础设施计划与材料基因组计划将实现互利共赢0因此这里所介绍的纳米技术知识基础设施计划将直接为材料基因组计划作出贡献0纳米技术知识基础设施计划试图通过模型、模拟工具和数据库的发展以实现对纳米级尺度和亚微秒领域里各种现象的预测0相划的范围要宽多既观尺度的材料信息0纳划的实施对材料基因组和有利的补充0纳米技的重要成果如数据学4豕与理论4豕相结合以可适用于材料基因组计样通过材料基因组计相关的方法和标准等也础设施计划的工作中进通过持续的交流与合作合作的各部门成果将推内材料的研究与开发料与制造领域甚至更广二、启示与建议材料基因组计划发布后了反应0在中国科学院划发布的当年近百名北京香山召开了材比来说材料基因组计包括纳米级别也包括宏米技术知识基础设施计计划来说将是其重要术知识基础设施计划取格式标准化使实验科加速材料设计的方法等划的其他相关领域0同划开发出的与纳米材料可以在纳米技术知识基行探索测试和评估0在这2项计划指引下动整个时问与空问范围以进一步提高美国在材泛领域的兄争台匕目匕力0我国学术界迅速做出和工程院的推动下计材料领域的科学豕会聚料科学系统工程会议并提出建设集理论位一体的共用平台、实及成立多方协作的指导的2年多里在中国工技部等机构以及上海市努力下我国的材料基实处其研究理念也越受和采纳不同学科目身此中0十几年刖的国尽管在后期也有少县里住那次重大科学计划的人类基因组计划更计划我国政府和相应并踏实努力确实有止0但在赶超的过程中国外计划的内容与方案并结合自身情况做出适1积极鼓励并大力发美国材料科学家已经通在计算预测模型上取得计算、数据库和测试三现重占八、材料示范突破以委员会等建议0在过去程院、中国科学院、科、北京市等地方政府的因组计划正在逐步落到来越多地被学术界所接早的研究人员也逐渐投人类基因组计划我参与但是并没有台匕目匕抓先机0因此面临比为广泛的材料基因组关机构台匕目匕够迅速做出响很大的进步且值日肯我们决不台匕目匕简单昭八、搬而应深入消化吸收合国情的选择与决止0展原创的材料计算软件过不断改进计算方法了不少成果只是苦于一直没有合适的平台向制造业分这些研究成果0材料基因组计划正是为他们提供了一个向材料科学豕和制造商在内的整个材料科学界共）、.数据和计算工具的平台0当然在建立这个平台的过程中随着交流与合作的加深还将伴随计算工具与方法的不断改进与提高0而我国在材料计算软件上的开发几近空白几乎没有自主知识产权的通用程序包0除了个别单打独斗的研究小组我国材料计算大都依罪外国商用软件在使用上有很大的局限性0因此我国推动材料基因组计划的发展首先亟需解决的是形成规模化的长期稳止的开发队伍开发自主知识产权的各种模型、算法和大规模科学计算软件摆脱国外软件的垄断和限制为我国新材料产业的全面发展打下坚实的基础02依托现有基础将数据库建设细化对材料的性台匕目匕进行成功模拟和预测取决于2个基本要素一是计算模拟方法和软件另一个就是材料数据库0从材料领域的广度和深度不难看到建立材料数据库将会是一项庞大的系统工的广度和深度不程需要政府、学术界、产业界通力合作需要投入大量的人力物力和时问才能兀成0高度规范化的系统数据库是决止这项计划成败的关键0美国政府也并没有从令开始建设而是依托纳米技术知识基础设施计划的实施或者IBM和哈佛大学这样的机构自身的基础进行建设0我国可考虑依托“863”、97：3”、国豕科技支撑项目、国家自然科学基金等现有科技计划对已占兀成项目的实验数据进行整理归纳在统一的加工、标引与建设规范的指导下逐步建设兀成整个材料领域的数据库02014年3月正式开通的国豕科技报告服务系统可系统查阅国豕科技计划项目所产生的科技报告涵盖国豕科技投入产生的大县里科技信息和数据0如果台匕目匕够设计合理的字1殳与入口也极有可台匕目匕对材料领域的数据库的建设起到支撑与帮助作用03借助其它科技计划推进材料基因组计划的发展材料基因组计划面向整个材料领域乃至制造业发展的需求涉及面之广泛、影响之深远远超过一股现有的科技计划0在我国顺利实施于材料基因组计划的其米技术知识基础设施计因组计划的发展将起到用0在我国86；3”、目、国4豕自然科学基金众多省部级科技计划中展计划与专项也成功显者的成效0可以考虑标与内容依据这些已有在不同细分领域借助其基因组计划的实施与发整合现有实验与测试资免浪费也是我国推进材中一个亟待解决的重要系列极有可台匕目匕改变未来划时我们不仅要迎头更重要的是抓住计划的出合理有据的发展目标案以全面提升我国在争台匕目匕力0他宏观领域0因此纳划的顺利实施对材料基重要的补充与推动作“9.73”、国豕科技支撑项等国豕级科技计划以及都设有材料相关的发运作了许多年并取了将材料基因组计划的目的科技计划进行分解他科技计划来促进材料展0此外如何有效地源集中优势力县里避料基因组计划发展过程问题0总之面对这一产业兄争格局的发展规赶上抓住发展的机遇精髓结合自身情况提与切实可行的行动方材料乃至制造领域的兄20X20