上海交大科研团队利用AI模型实现热辐射超材料设计突破
时间：2025-07-08 06:55
小编：小世评选
7月3日，上海交大材料科学与工程学院的教授周涵在接受采访时表示，他们的科研团队借助人工智能（AI）模型，在热辐射超材料的设计领域取得了重大突破。仅用三个月的时间，他们就筛选出了超过5万组数据，而采用传统方法往往需要消耗大量的时间和人力，这显示了AI在科研中的巨大潜力。
在北京时间7月2日深夜，该团队的研究成果顺利登上了国际著名学术刊物《自然》（Nature），这不仅标志着该团队在漫长的科研探索中取得的重大成就，也为超材料的设计与应用开辟了新的道路。
超材料是一类具有特殊性质的人工合成材料，它们的特点在于其微观结构能够实现一些自然界中无法获得的功能。其中，热辐射性能优异的超材料被喻为“降温神器”，因为它们可以有效管理热量的散发，将多余的热量及时“打包”并传递到外界。这一特性在当前全球面临能源危机及气候变化的背景下，显得尤为重要。
周教授指出，热辐射超材料的设计需要涉及微结构的设计及材料组分的选择，而这些组合方式可以达到上百万种选项，犹如在复杂的迷宫中寻找出口。传统的实验研究方法通常成本高昂且耗时长，往往无法快速迭代。AI的引入则彻底改变了这一局面。通过构建逆向设计的AI模型，研究团队能够快速生成针对特定光谱特性的设计方案，进而优化超材料的性能。
在研究的初期，周涵教授及团队于2019年便开始探索机器学习技术与科学研究的融合。他们清楚地意识到，随着数据量的激增，传统的科研模式已经无法满足现代研究的需求，借助人工智能驱动的研究方法，能够在数据分析、结果预测等方面带来前所未有的提升。经过五六年的持续努力，他们终于成功地训练出一个高效的AI模型，能够快速、精准地生成多样化的热辐射超材料设计方案。
值得一提的是，这一研究不仅仅停留于理论构建，而是具有极高的实用性。根据周教授的介绍，团队所筛选出的热辐射超材料将会应用于航天热控、建筑节能、交通运输等多个领域。这一研究的成功不仅促进了相关科研和工程技术的发展，更有助于推动相关产业的进步与转型。
航天领域对于热管理材料的需求极为严格，尤其是在极端环境下，如何有效地控制和利用热量是保障航天器正常工作的关键。传统材料在这种环境中可能无法满足要求，而新型热辐射超材料一经研发，便可以在这些高设定的标准下发挥作用，提升航天器的运行效率。在建筑领域，随着全球气候变暖，建筑节能已经成为一项亟需解决的任务。有效的热辐射管理技术能够显著降低建筑的空调使用率，从而达到节能减排的效果。
周教授道，科研需要不断创新，特别是在现代科学发展的新风口下，借助人工智能等高科技手段将越来越成为一种趋势。上海交通大学的团队将继续深化AI模型的研究，探索更多可能的应用场景，为人类社会的可持续发展贡献力量。
此次研究的成果，不仅标志着上海交通大学在超材料领域的领先地位，更展现了中国在基础科学研究与应用开发方面的强大实力。期待未来更多的科研团队能够借助AI这一新兴技术，推动科学发展，为应对全球性挑战提供有效的解决方案。
