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2026年01月12日 星期一
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天大研发AI平台实现晶体“柔性定制”
“脆硬”材料可“随心所欲”弯折
雷风雨

  本报讯(记者 雷风雨)坚硬的晶体也能像橡胶一样弯曲?这一科幻场景正被人工智能变为现实。从天津大学获悉,近日,该校化工学院结晶中心团队成功研发智能计算平台,一举破解柔性晶体材料难以定向设计的行业困境,让晶体“随心所欲”弯折成为可能。相关成果已发表于国际顶级期刊《德国应用化学》。

  在日常生活中,晶体常给人以“脆硬”的印象,而柔性晶体却能兼具可弯曲的特性与晶体的精密功能,成为柔性电子、智能药物等尖端领域的关键材料。然而,其研发长期依赖偶然发现与大量实验试错,过程犹如“大海捞针”,成本高昂且效率低下。

  天津大学团队创新性融合图注意力神经网络与晶体工程技术,打造出数据驱动的全新研发利器。该平台能精准预测晶体弹性、塑性、脆性三大机械性能,验证集综合准确率高达90%。更具颠覆性的是,它将传统需数月的漫长筛选过程,提速至“一天内快速得到上百个候选分子库”,实现了从“盲目试错”到“精准设计”的根本跨越。

  该平台不仅能快速预测,更能通过可视化技术,直观“指认”分子结构中影响性能的关键原子与官能团片段,为科学家提供清晰的改造“靶点”。这一能力已在实践中得到验证:在药物工程领域,团队成功改造抗癫痫药物加巴喷丁,使其片剂抗拉强度最高提升8.5倍,有效解决了原药压片易碎的行业痛点;在功能材料领域,原本脆性的发光晶体经设计后,变得可弯曲并能响应光照,为光驱动器件、软体机器人研发提供了优质材料。

  目前,该平台已面向全球开源。科研人员无需编程基础,只需粘贴或绘制分子结构,即可在线获取性质预测结果及关键片段的可视化图。这标志着柔性晶体研发正式迈入“AI定制”时代,有望大幅加速其在高端制造与民生健康领域的应用进程。

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