界面新聞記者 | 楊舒鴻吉

界面新聞編輯 | 莊鍵

上海交大團隊領銜的一項科研成果登上國際頂尖學術期刊。北京時間7月2日晚，這項熱輻射超材料領域的重大原創(chuàng)研發(fā)成果在《Nature》(《自然》)上發(fā)表。

該項成果由金屬基復合材料全國重點實驗室、上海交通大學材料科學與工程學院/張江高等研究院未來材料創(chuàng)制中心周涵教授課題組、金屬基復合材料全國重點實驗室主任張荻院士團隊，聯(lián)合新加坡國立大學仇成偉院士團隊、美國德克薩斯大學奧斯汀分校鄭躍兵教授團隊共同提交。

研發(fā)團隊構建了一個熱輻射超材料逆向設計AI(人工智能)模型，能夠大批量生成熱輻射超材料候選設計方案，并“優(yōu)中選優(yōu)”。

《Nature》審稿人評價稱，“這項研究標志著機器學習驅動的超材料設計領域取得了重大進展。該研究扎實而全面的實驗結果令人信服且具有重要影響?！?/p>

超材料指的是一類具有特殊性質(zhì)的人造材料，其中具有熱輻射性能的超材料可以把多余的熱量“打包”傳遞到外界。穿上這種材料制作的“外衣”就像穿了一件降溫神器，能夠幫助物體自動降溫，在零能耗輻射冷卻、電子器件熱調(diào)控、人體熱管理等領域具有重大應用價值。

在傳統(tǒng)技術條件下，超材料設計方法費時又費力，需在上百萬種可能性尋找最佳結果，無異于迷宮里摸黑找路。

交大團隊結合多種材料體系訓練得到的AI模型，能夠根據(jù)所需光譜特性快速、精準地生成相應超材料的多種設計方案，全方位提升設計維度、速度和性能。

周涵介紹，這款模型是基于深度學習進行自主研發(fā)，可以通過熱輻射值的需求進行定制性尋找設計。在研發(fā)初期，該模型借助了超算平臺來解決算力問題，目前已經(jīng)具備在普通平臺部署的能力。

通過該AI模型，交大團隊在3個月時間內(nèi)，基于超過5萬組超材料設計樣本，逆向設計出了1500余組接近理論極限的超材料。

而在傳統(tǒng)技術條件下，完成這一體量的設計，需要4.567x10的37次方年才能完成，遠超過宇宙的當前年齡。

為驗證AI模型的實際效能，團隊用AI模型設計并實驗驗證了4種針對特定應用的熱輻射超材料，包括寬帶熱輻射超材料、單波段選擇性及雙波段選擇性熱輻射超材料等。

在多種戶外場景實測中，AI模型所設計的熱輻射超材料均展現(xiàn)出優(yōu)異的自降溫效果，在晴朗的正午時分，寬波段超材料下表面溫度相比環(huán)境溫度降低了5.9℃。

周涵告訴界面新聞，隨著超材料逆向設計AI模型的推廣，國內(nèi)超材料的設計應用有望迎來井噴式發(fā)展，并推動相關材料轉化利用。