综述：人工智能辅助设计先进聚合物材料：挑战与解决方案

《Advanced Materials》：AI-Assisted Design of Advanced Polymeric Materials: Challenges and Solutions

AI辅助先进聚合物材料设计的发展现状与策略

　　

摘要

利用人工智能（AI）范式来创新先进聚合物材料，正成为跨学科材料研究领域中的一个令人兴奋的前沿方向。AI的大数据分析与预测能力加速了具有定制性能的聚合物的发现与开发。AI辅助的聚合物设计理念标志着从传统的试错实验向更高效、数据驱动的方法论的转变。迄今为止，已经开发出了多种用于先进聚合物材料结构设计和成分优化的AI算法。这一过程主要包含三个步骤：材料信息的数字化与数据库构建、AI预测模型的建立，以及基于AI的设计与优化。然而，材料本身的数据特性以及多尺度结构与聚合物性能之间的复杂关系给数据处理和建模带来了严峻挑战。为应对这些挑战，人们提出了多种先进方法，例如聚合物多尺度结构的数字化处理、多任务与多模态学习技术的应用，以及逆向设计与自动优化技术。本文旨在全面概述当前AI辅助聚合物设计的现状，重点介绍聚合物的特性与相关挑战、可行的策略以及发展方向。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。