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天津大学设计新型智算平台 可精准预测与定向设计晶体机械性质
2026年01月06日 15:37:16
来源：化工仪器网 作者：小王 点击量：4726
近日，天津大学在晶体材料的设计研发上获得重要突破。该校化工学院结晶中心团队研发了一种面向柔性晶体材料设计的智能计算平台CrystalGAT。
晶体材料是原子、离子或分子呈规则排列的固体材料，其结构决定性能特性。我们熟知的半导体、激光、压电、超硬材料，有许多都属于晶体材料的范围，因此可以不夸张的说，如今晶体材料的在工程材料中占据主导地位。尤其是半导体晶体，其本身更是新能源、医疗设备、电子器件等热门领域的发展基础，受到行业内的高度关注。也正因如此，探索晶体的可能性成为了该领域的一个重点研究方向。
近日，天津大学在晶体材料的设计研发上获得重要突破。该校化工学院结晶中心团队研发了一种面向柔性晶体材料设计的智能计算平台CrystalGAT。该智算平台将图注意力神经网络与晶体工程技术融合起来，实现了对晶体材料的弹性、塑性和脆性等机械性质的精准预测与定向设计。借助CrystalGAT能够将原本“数月筛选一个有效结构”的研发效率，提升到“一天获得上百个候选分子库”，且验证集综合准确率达90%。
柔性晶体保持了晶体的规整结构与特殊功能的同时，又具备橡胶般可弯曲、可形变的性质，因此在柔性电子、智能药物制剂、光驱动器件等前沿领域发挥重要影响力。但一直以来，柔性晶体的研发依赖于偶然发现，缺乏高效的设计方法，成为了该类材料发展的壁垒。
而CrystalGAT则并非传统的“试错式”研究逻辑，其核心是构建数据驱动—智能预测—靶点识别—结构调控”的全链条技术范式。通过深度学习海量数据，让平台获取了快速预测目标晶体的机械性能的能力，然后基于其注意力机制，识别并可视化呈现晶体中影响性能的关键原子或官能团片段，帮助研究人员锁定分子改造靶点，让晶体的设计过程不再像无头苍蝇一样缺乏目标。
目前平台的实用价值已在药物工程、功能材料研发等领域得到验证。并且平台已在Hugging Face开源。全球科研人员无需编程基础，只需绘制或输入分子结构，即可在线获取性质预测结果与关键片段的可视化图表。这既是对领域发展的一次重要突破，也是为该技术持续发展的一次重要尝识。
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