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第十三章 人工智能主导下的材料学研发竞争的发展趋势（第1页）

第十三章人工智能主导下的『材料学』研发竞争的发展趋势

未来的材料

材料是物质中对人类生活起直接作用的资源。人类已知的物质超过1.4亿种，其中能直接对人类有帮助的不过是沧海一粟罢了。我们身边习以为常的材料都是人类花费漫长的时间经过发现、挑选、改良等步骤逐步使用的，可以说是物质中的精英。

人们对于材料的要求也不仅仅限于结实、好用，还要考虑原料是否充足、能否量产、是否易于加工、对人体是否有害、是否会危害环境等，有着各种各样的限制条件。根据材料的用途，还要加上密度、硬度、耐久性等其他要求。所以，一种材料从诞生到推广至整个社会，需要历经令人咋舌的无数磨难。

关于材料还有一些习以为常的情况，从外观上看仿佛是不同的材料，可从微观的角度来看其实是完全相同的物质。反过来外观上极为相似的物体，原子构成却迥然不同。将多种材料组合搭配，往往可以获得性质上出人意料的物品。这些材料的背后充满了人类多年来的技术累积、改良与创新。可以说，材料上的创新直接意味着人类生活方式的变革。

近些年，信息领域与生化领域的发展令人瞩目，技术创新的舞台正在逐步向这些领域移转。但是，无论这些领域怎样进行技术开发，最终只能是立足于现有的材料基础之上的创新。一旦出现颠覆性的新材料，以新材料为基础的新技术必定能大幅改进原有的技术。

以支撑高速通信技术的材料——光纤为例，在20世纪80年代后期，互联网的普及已经成为趋势，社会各界都热切盼望开发一种比当时常用的通信电缆更快的信息传输工具。利用光传输信息在速度上是不二之选，这是有目共睹的事实。从20世纪50年代开始，研究人员已经对光纤进行研究，但是由于常规玻璃纤维杂质过多，会导致光信号因散射而衰减，所以光纤通信一直无法进入实用化阶段。但是到了20世纪70年代，采用化学气相沉积法制造玻璃质硅化合物的技术开发取得成功，高透明度光纤的生产已成为可能。就在进入21世纪时，光纤通信开始进入普及阶段，成为在线视频、多人在线游戏等新兴行业的基础。

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