材料基因组与相图计算

作为新型药品和医疗手段的发展基础,在过去10年间人类基因图谱的绘制获得了巨大的研究经费支持.2011年6月,美国总统奥巴马宣布了结合计算模拟和先进材料数据库的材料基因组计划(MGI).遗憾的是,在公告中对材料基因组仅仅给出了一个相当模糊的定义.材料基因组的定义与生物基因组类似,对于特定的材料,它的性能取决于其化学成分(储存在基因组中的固有特性)和使用环境(外部交互作用、加工处理、使用条件).基于此,材料基因组可以定义为一组通过仔细评估实验数据和量子力学的计算结果而获得的,以热力学语言描述的信息,从中可以得到材料的相关结论.相图计算(CALPHAD)数据库包含材料体系的热力学和动力学性质.这些数据库可以用于预测材料的组织结构以及加工和使用条件对结构的影响,是集成计算材料工程(ICME)的主要组成部分.