一份航天发动机的候选合金配方，有19万种可能。过去科研人员靠直觉与经验“大海捞针”，试错动辄数年。如今，贵金属材料基因工程机器学习模型可从19万种候选中精准锁定21种，其中15种性能全面超越历史最优值。

  从单一材料成分到4000万条数据积累，从科研人员的经验试错到人工智能模型精准预测，云南省贵金属新材料控股集团有限公司（以下简称“贵金属集团”）研发团队历时数年，将“材料基因工程”这一前沿理念从概念落地为现实，正在重塑贵金属新材料的研发范式，用数据炼出“真金”。

研究团队成员在机房定期巡查（资料图）。

  应势而生：为贵金属研发装上“数据引擎”

  贵金属是现代工业不可或缺的“维生素”：电子浆料中的银钯钌、催化剂里的铂钯铑、航天发动机的铂铱合金、芯片封装的键合金丝……每一克都价值不菲，但因研发长期依赖“试错法”，往往数年才能推出一款新材料。

  2018年，云南省启动稀贵金属材料基因工程重大专项，主张以“数据+人工智能”将材料研发从经验驱动转向数据驱动，实现研发周期、成本双减半。贵金属集团抢抓机遇，组建贵金属材料基因工程专项组，牵头承担该重大科技专项，联合全国20余家高校、科研院所与企业，布局十余个课题，从数据库、数据标准、高通量计算、高通量实验到机器学习应用，全链条重构贵金属研发体系，随后依托云南贵金属实验室成立材料基因工程研究室，专项负责稀贵金属材料基因工程数据库平台建设，担当这台“数据引擎”的总设计师与总集成商。

高通量活性评价装置实时监控（资料图）。

  筑基固本：建成国际先进的贵金属材料基因数据库

  数据是材料基因工程的核心基础，但贵金属领域数据长期散落在文献、实验记录与科研人员设备中，格式不一、缺乏统一标准。对此，研究室以“标准先行”破局，基于国际通行的FAIR数据原则，制定发布材料基因工程领域两项标志性团体标准，为每条材料数据赋予标准化“身份证”，填补了国内材料数据标准化领域的空白。

  依托标准体系与重大专项支撑，研究室联合贵金属集团各产业研究室，开发出国际先进的贵金属材料专业数据库系统。该系统涵盖合金相图与熔渣、合金材料、钎焊材料、电接触材料、存储材料、键合材料、催化材料、电子浆料8大专业子库，独创插件式数据自动解析架构，支持28种计算软件文件与6类高通量实验设备数据的自动采集、解析与入库，以机器替代人工完成海量数据治理。

研究团队开展材料智能研发平台的开发与应用（资料图）。

  截至目前，这一数据底座已积累约4000万条高质量材料数据，形成8834个标准化性能指标、387个数据表模板，汇集20万篇专业文献、2万余条“项目－材料－样品－工艺－性能”全链条项目数据，让“沉睡”的科研积淀转化为可检索、可计算、可复用的战略数据资产。

  智算驱动：让机器学习成为新材料研发“加速器”

  基于海量数据，研究室构建“高通量第一性原理计算+主动学习驱动的机器学习”智能研发闭环：先通过高通量第一性原理计算与大数据勾勒广阔的材料候选空间，再用机器学习模型快速锁定最优目标，最终将实验资源精准投向成功率最高的少数配方。依托这一范式，在“基于机器学习模型的材料设计方法及应用软件开发”重大专项中，研究室联合国内高校与贵金属集团产业研究室，围绕催化、键合、高温合金、钎焊、相图五大赛道，构建12个关键性能机器学习预测模型，多数模型精度突破90%，大幅超越85%的考核指标，实现了材料性能预测“算得准、用得上”。

  数据与模型驱动下，贵金属集团推动一批新材料加速落地：在芯片封装高端键合金丝领域，研发的四元金基键合丝，断裂负荷、杨氏模量等关键指标优于国际巨头同类进口产品，通过多家下游头部企业验证，实现高端键合丝进口替代；在绿色钎焊领域，开发的Ag-Cu-Ge-Sn系低银中温焊料，银含量最低降至29.24wt.%、焊接温度低于600℃，接头强度最高达447MPa，打破了低银化与高强度难以兼顾的行业瓶颈。此外，满足国六b排放标准的三效催化剂实现批量装车，新增产值上亿元；苯胺加氢催化剂在13万吨/年工业装置上稳定运行；透明导电油墨进入触控显示市场；高世代纳米银线实现50kg级批量稳定制备，数据智能正在多产业赛道兑现价值。

研究团队开展高通量评价装置培训（资料图）。

  硬核装备：打造全球首创的智能评价“重器”

  针对国内外无成熟商业化催化评价装置的现状，研究室联合贵研催化科研团队，自主设计试制出国际领先的多通道催化活性评价装置，与传统单通道设备相比，粉末样品评价效率提升20至25倍、整体式样品提升12倍，单次评价成本降低约80%，将过去需一整月完成的评价实验压缩至一周，同时为机器学习模型持续输送高质量样本数据。

  此外，研究室高标准建设贵金属材料基因工程智能研发平台，支撑千核级任务高效协同，依托“在线集中备份+离线磁带归档”双重保障与等保三级安全体系，平台已成为数据驱动、算力赋能、AI融合的新一代材料创新引擎，正向着“CPU通用集群+GPU加速集群+数据处理集群”三位一体的智能研发基础设施演进。

研究团队开展数据库使用培训（资料图）。

  范式跃迁：从“数据驱动”迈向“AI智能体”新时代

  数据库、模型、装备相继落地后，研究团队认为材料研发的下一阶段是让AI从“辅助工具”进化为“科研伙伴”。为此，贵金属集团基因工程团队正与国内数字化与AI服务头部企业共建“AI for Materials Science联合实验室”，打造“智能体驱动的贵金属新材料研发平台”，搭建由文献解构智能体、材料计算智能体、实验设计智能体、贵金属主控智能体等组成的“AI研究员”矩阵，以支撑构建“本地材料大脑+去中心化自主实验”的数智闭环。

  为此，贵金属集团正加快建设贵金属新材料AI实验室，一期规划40余个自动化实验工作站，按“AI科研大脑、自动化实验、智能算法”三大模块布局，目前项目已完成立项、可研审批与建设方案，项目指挥部正有序组建。

  面向未来，材料基因工程团队将继续以数据为基、以智能为翼，在贵金属新材料研发领域为贵金属集团产业高质量发展与国家高水平科技自立自强淬炼更多“真金”。（完）