美國(guó)材料基因工程典型材料有哪些應(yīng)用？
在過去五年中,，美國(guó)能源部（DOE）,、國(guó)防部（DOD）,、國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）、
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）以及美國(guó)宇航局（NASA）在內(nèi)的聯(lián)邦機(jī)構(gòu),，已經(jīng)在資源
和基礎(chǔ)設(shè)施方面大力投入支持該項(xiàng)計(jì)劃,。美國(guó)在典型材料重點(diǎn)示范應(yīng)用領(lǐng)域已取得了一
系列的成果。
1. 航空航天高性能材料領(lǐng)域示范應(yīng)用
美國(guó)國(guó)防部空jun研究實(shí)驗(yàn)室,、通用電氣航空集團(tuán)以及洛克希德馬丁公司（Lockheed
Martin）合作,，通過將過程模擬與機(jī)械分析相結(jié)合，以更低的成本,、更短的周期設(shè)計(jì)出新
型飛機(jī)部件,。

美國(guó)國(guó)防部空jun研究實(shí)驗(yàn)室的科研人員成功研發(fā)了一種自動(dòng)化系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)材料
創(chuàng)建,、測(cè)試材料屬性,、結(jié)果評(píng)估以及執(zhí)行下一個(gè)*實(shí)驗(yàn)等功能。利用這種自動(dòng)化系統(tǒng)
可以顯著加快研發(fā)速度,，從而了解如何更好地生產(chǎn)應(yīng)用于飛機(jī)領(lǐng)域的碳納米管等高性能
材料,。
2. 能源材料領(lǐng)域示范應(yīng)用
美國(guó)國(guó)防部陸jun研究實(shí)驗(yàn)室通過廣泛與學(xué)術(shù)以及工業(yè)領(lǐng)域的研究人員合作，建立了
“ 材料多尺度研究企業(yè) ”,，重點(diǎn)開發(fā)新材料以滿足未來軍dui的需求,。其中，猶他大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)
的 “ 電子材料多尺度建模 ” 重點(diǎn)專注于電池與電子領(lǐng)域的研究應(yīng)用,。
美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的能源前沿研究中心通過 “ 下一代設(shè)計(jì)材料 ” 計(jì)劃,，來識(shí)
別和測(cè)試環(huán)境友好的鈣鈦礦太陽(yáng)能材料替代品。通過與麻省理工學(xué)院能源前沿研究中心
合作成功對(duì)六種候選材料進(jìn)行了表征,，其中兩種新材料表現(xiàn)出了優(yōu)良的屬性,。
美國(guó)能源部通過資助加州大學(xué)伯克利分校,，建立了 “ 材料項(xiàng)目 ”。該項(xiàng)目主要包括通
過高性能計(jì)算和先進(jìn)理論工具來確定新材料,，以及預(yù)測(cè)新材料的屬性,，zui終建立了一個(gè)
開放數(shù)據(jù)庫(kù)。研發(fā)人員可以充分利用數(shù)據(jù)庫(kù)信息,，設(shè)計(jì)應(yīng)用于清潔能源領(lǐng)域的新材料,。
5. 復(fù)合材料領(lǐng)域示范應(yīng)用
美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室通過建立“制造示范工廠”，將模擬,、材料表征以及原位過
程監(jiān)控緊密結(jié)合在一起,。該示范工廠將有利于推動(dòng)低成本碳纖維復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域的
商業(yè)應(yīng)用。
6. 醫(yī)用材料領(lǐng)域示范應(yīng)用
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所,、西北大學(xué),、芝加哥大學(xué)以及阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作，共同建
立了“分層材料設(shè)計(jì)中心”,。研發(fā)人員開發(fā)了材料創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施中的關(guān)鍵組件,，實(shí)現(xiàn)航
空航天、電子和醫(yī)療保健等領(lǐng)域新材料的設(shè)計(jì)制造,。
3. 功能材料領(lǐng)域示范應(yīng)用
在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)以及能源部的資助下,，威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的研發(fā)人員，
利用實(shí)驗(yàn)與計(jì)算方法,，成功設(shè)計(jì)出兼具金屬鍵和極性鍵兩種特性的多功能材料,。此種新
材料在未來設(shè)備中，可以充分發(fā)揮電性,、磁性以及光學(xué)功能,。
4. 稀土材料領(lǐng)域示范應(yīng)用
美國(guó)能源部關(guān)鍵材料研究所依靠材料基因組的方法加速發(fā)現(xiàn)、開發(fā)稀土替代品（高
效照明的新型磷光體）,。

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