化学是一门重要的基础学科ღ★★，然而传统的化学研究范式深度依赖于“试错法”ღ★★。今年1月ღ★★，以中国科学技术大学为依托单位的精准智能化学重点实验室获中科院批准建设ღ★★，科研人员已初步实现了人工智能与化学的结合ღ★★，并将努力把化学研究推向精准化ღ★★、智能化ღ★★。

　　近年来ღ★★，随着新一轮科技革命和产业变革突飞猛进ღ★★，“‘人工智能+大数据’推动科研范式变革”成为热门话题ღ★★。科技部会同国家自然科学基金委近期启动“人工智能驱动的科学研究”（AI for Science）专项部署工作ღ★★，紧密结合数学ღ★★、物理ღ★★、化学ღ★★、天文等基础学科关键问题ღ★★，围绕药物研发ღ★★、基因研究ღ★★、生物育种ღ★★、新材料研发等重点领域科研需求展开ღ★★，布局“人工智能驱动的科学研究”前沿科技研发体系ღ★★。

　　中国科学院研究力量投身该新兴领域ღ★★，抓好科研范式变革机遇ღ★★。以中国科学技术大学李震宇MINUS8法老猫ღ★★、姚宏斌ღ★★、江俊等为代表的中科院科技工作者ღ★★，“数十年如一日”深耕精准智能化学领域ღ★★，执着攻关创新ღ★★，推动科研范式变革ღ★★，取得了一系列令人瞩目的科研成果ღ★★。

　　化学是多学科交叉的聚集点和出发地MINUS8法老猫ღ★★，在能源ღ★★、环境ღ★★、材料ღ★★、生物医药等应用领域扮演着日益重要的角色ღ★★。“但在老百姓的心目中可能存在着对化学的刻板印象ღ★★，认为其不环保ღ★★、不经济ღ★★、不安全ღ★★。”究其原因ღ★★，精准智能化学重点实验室主任李震宇认为ღ★★，这源于传统的化学研究范式深度依赖于“试错法”MINUS8法老猫ღ★★。比如中国最早的“化学”是炼丹ღ★★，整个过程完全是基于经验不断尝试ღ★★。

　　“试错法”的局限性使新物质创制的周期长ღ★★、成本高ღ★★，造成资源消耗ღ★★、不利于环保且大量中间过程细节不明ღ★★。“比如本来只是想创制一个化学品ღ★★，但过程中可能又释放出不想要副产物ღ★★，造成了环境污染ღ★★。”

　　因此ღ★★，建立由数据智能驱动的精准化学研究新范式ღ★★，是社会环境ღ★★、经济发展和化学学科发展的迫切要求ღ★★。2023年1月18日ღ★★，以中国科学技术大学为依托单位的精准智能化学重点实验室获中科院批准建设ღ★★。实验室主要面向世界科技前沿, 聚焦如何改变化学研究范式这一关键科学问题ღ★★，探索建立化学研究的精准化ღ★★、智能化双驱动模式ღ★★。

　　精准化学是化学家的梦想ღ★★。这意味着过程透明ღ★★、机理清晰ღ★★、全程可控ღ★★，数据驱动的人工智能正在使这一梦想变成现实ღ★★。

　　李震宇说MINUS8法老猫ღ★★，很长一段时间以来ღ★★，科学研究要靠观察壹定发官网登录入口ღ★★、做实验ღ★★，层层总结经验形成理论ღ★★。随着计算机的发展ღ★★，科学研究范式发生了变化ღ★★，比如有时科研人员无法真的做实验时ღ★★，可以在计算机上做模拟实验ღ★★，从而验证理论ღ★★。这一新的科研范式由理论ღ★★、实验和计算“三足鼎立”ღ★★，维持了一段时间ღ★★。

　　如今ღ★★，随着计算机能力的进一步提升ღ★★，由数据驱动的新研究范式也正在崛起ღ★★。“如果有很多的数据ღ★★，计算机自己就可以找出其中的关联规律ღ★★，不需要由人先总结一个规律ღ★★，再由实验或者计算加以验证ღ★★，使研究速度大幅提高ღ★★。”他使用了一个生动的比喻——这是从走步到坐火箭的速度提升ღ★★，将使以前的很多“不可能”变成“可能”ღ★★。

　　将人工智能应用于化学中MINUS8法老猫ღ★★，科研人员面临的最大困难是数据来源混杂ღ★★，数据质量高低不等壹定发官网登录入口ღ★★，可能导致人工智能学到错误的内容ღ★★。据李震宇介绍ღ★★，实验室将发展先进的理论计算方法ღ★★，通过理论计算模拟得到大量精准数据ღ★★，同时通过实验精准表征ღ★★，得到大量实验数据ღ★★。在此基础上学习这些数据ღ★★，实现“从精准到智能”ღ★★。在化学智能的助力下ღ★★，实现对反应路径与材料物性的精准调控ღ★★，完成“从智能到精准”的闭环ღ★★，大幅提升化学研究的效率ღ★★。

　　“我们希望新范式在精准化和智能化的推动下ღ★★，自主学习和优化反馈ღ★★，在复杂环境下可以探索全新路径ღ★★，通过新的人工智能技术得到全局最优解ღ★★，跳出原有的试错法框架ღ★★。”

　　他以氮资源高效定向转化为例ღ★★，介绍了实验室其中一个研究方向ღ★★。在自然界中ღ★★，豆科植物中的一些酶可以高效地将大气中的氮气变成氨ღ★★，变成养料ღ★★。但应用化学手段做氮肥要在高温高压下进行壹定发官网登录入口ღ★★，不经济也不环保ღ★★。实验室将利用新范式ღ★★，对现有氮资源转化反应进行全面评估ღ★★，提出绿色低能耗转化新路径ღ★★，创制新型催化体系ღ★★，争取在氮资源综合利用领域实现颠覆性技术ღ★★。“我们希望用几年的时间ღ★★，和自然界上亿年生命进化的体系去竞争ღ★★，使化学的精准程度达到大自然进化出来的精准程度壹定发官网登录入口ღ★★。”

　　实验室计划在2030年ღ★★，形成化学家-智能化学家深度融合的科研新范式ღ★★；建立精准化学数据体系壹定发官网登录入口ღ★★，主导国际通用的智能化学软硬件标准ღ★★。

　　实验室以中国科大化学学科为主体ღ★★，发挥多学科交叉ღ★★、“科教融合ღ★★、院所协同”ღ★★、合肥大科学装置集群三大优势ღ★★。多年来ღ★★，相关研究团队在单分子科学ღ★★、纳米化学ღ★★、理论化学ღ★★、能源催化ღ★★、高分子化学等领域取得了具有国际影响力的研究成果ღ★★。

　　记者了解到ღ★★，在数据驱动智能化学研究方向上ღ★★，实验室还将打造具备最强“科学大脑” 的“机器化学家”ღ★★。目前壹定发官网登录入口ღ★★，实验室中青年学术带头人ღ★★、中国科大教授江俊已经研制了全球首个数据智能驱动的全流程机器化学家平台ღ★★，在创制催化剂时ღ★★，可以将试错所需的1400年缩短为5周ღ★★。

　　近日ღ★★，中国科大姚宏斌课题组ღ★★、李震宇课题组的研究成果发表在国际权威学术期刊《自然》(Nature)上MINUS8法老猫ღ★★。他们通过材料结构和界面精准设计ღ★★，开发出镧系金属卤化物基固态电解质新家族ღ★★。

　　据中国科大教授姚宏斌介绍ღ★★，锂离子电池是当前电化学储能的主要形式ღ★★，但存在诸多安全隐患ღ★★，因此需要研发安全性高的全固态锂电池体系ღ★★，这其中的核心在于固态电解质的开发ღ★★。固态电解质具有不燃性ღ★★、热稳定性ღ★★、化学稳定性等特点ღ★★，使得全固态锂电池兼具高能量密度ღ★★、大功率和高安全性ღ★★。经过3年多科研攻关ღ★★，他带领的团队与合作者设计开发出一种全固态锂电池所需的镧系金属卤化物固态电解质新家族ღ★★。

　　中国科大在读硕士罗锦达所学专业是应用化学和计算材料学ღ★★。据他介绍ღ★★，这项工作的理论计算模拟部分使用了密度泛函理论ღ★★、分子动力学模拟和键价位能等方法ღ★★，研究了这类镧系金属卤化物基固态电解质独特的结构和离子传导机制ღ★★。

　　“其中分子动力学模拟在我们的研究中起到了很关键的作用ღ★★，帮助我们从原子尺度很好地理解了锂离子的扩散行为ღ★★，验证了以LaCl3为代表的镧系金属卤化物在引入空位后是一类非常好的超离子导体框架ღ★★，这对我们后续的实验合成有很大的指导作用ღ★★。”罗锦达表示ღ★★。

　　姚宏斌说ღ★★，在未来的工作中ღ★★，团队会继续去挖掘这类材料的结构特征和组分调控ღ★★，并结合新的计算和实验数据ღ★★，利用AI深入挖掘新的高性能固态电解质材料ღ★★，以期开发出更好的固态电解质体系ღ★★，并适配到实际应用的电池中ღ★★，期望十年左右能看到这一全新固态锂金属电池的产品ღ★★。EPF壹定发手机官网ღ★★，壹定发平台ღ★★，壹定发官网登录ღ★★，石化产品ღ★★，壹定发在线游戏登录网址ღ★★，壹定发官网登录注册ღ★★，壹定发官网游戏娱乐ღ★★，