【特约专刊】机器学习辅助材料设计—《材料基因工程前沿(英文)》2024年第4期

学术   2025-01-10 15:27   上海  


 引言 

由西安交通大学薛德祯教授与美国洛斯阿拉莫斯国家实验室 (LANL) 的T. Lookman教授担任特约编辑的《材料基因工程前沿(英文)》(Materials Genome Engineering Advances,简称:MGE Advances)2024年第4期“机器学习辅助材料设计”特约专刊现已正式刊出。欢迎各位专家学者关注、阅读、分享和引用!


2024第4期文章集锦


本期文章重点介绍了机器学习在塑造材料科学未来方面发挥的变革性作用。从加速新材料的发现到改进预测模型和优化制造工艺,机器学习正在推动整个领域的研究范式转变。本期文章展示了各种机器学习方法和应用,展示了机器学习在解析材料复杂性、连接理论和实践以及激发高性能材料创新方面的能力。

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1. Editorial: Shaping the future of materials science through machine learning

Dezhen Xue,  Turab Lookman

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mgea.80

引用:Xue D, Lookman T. Editorial: Shaping the future of materials science through machine learning. MGE Advances. 2024; 2(4): e80.https://doi.org/10.1002/mgea.80

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2. Harnessing quantum power: Revolutionizing materials design through advanced quantum computation

Zikang Guo, Rui Li, Xianfeng He, Jiang Guo, Shenghong Ju   

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mgea.73

引用:Guo Z, Li R, He X, Guo J, Ju S. Harnessing quantum power: revolutionizing materials design through advanced quantum computation. MGE Advances. 2024; 2(4): e73.

https://doi.org/10.1002/mgea.73

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3. A review on inverse analysis models in steel material design

Yoshitaka Adachi,  Ta-Te Chen,  Fei Sun,  Daichi Maruyama,  Kengo Sawai,  Yoshihito Fukatsu,  Zhi-Lei Wang

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mgea.71

引用:Adachi Y, Chen T-T, Sun F, et al. A review on inverse analysis models in steel material design. MGE Advances. 2024; 2(4): e71. https://doi.org/10.1002/mgea.71

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4. Accelerating spin Hall conductivity predictions via machine learning

Jinbin Zhao, Junwen Lai, Jiantao Wang, Yi-Chi Zhang, Junlin Li, Xing-Qiu Chen, Peitao Liu    

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mgea.67

引用:Zhao J, Lai J, Wang J, et al. Accelerating spin Hall conductivity predictions via machine learning. MGE Advances. 2024; 2(4): e67. https://doi.org/10.1002/mgea.67

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5. High-dimensional Bayesian optimization for metamaterial design

Zhichao Tian,  Yang Yang,  Sui Zhou,  Tian Zhou,  Ke Deng,  Chunlin Ji,  Yejun He,  Jun S. Liu   

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/mgea.79

引用:Tian Z, Yang Y, Zhou S,et al. High-dimensional Bayesian optimization for metamaterial design. MGE Advances. 2024; 2(4): e79. https://doi.org/10.1002/mgea.79

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6. Predicting the glass transition temperature of polymer based on generative adversarial networks and automated machine learning

Zhanjie Liu,  Yixuan Huo,  Qionghai Chen,  Siqi Zhan,  Qian Li,  Qingsong Zhao,  Lihong Cui,  Jun Liu   

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/mgea.78

引用:Liu Z, Huo Y, Chen Q, et al. Predicting the glass transition temperature of polymer based on generative adversarial networks and automated machine learning. MGE Advances. 2024; 2(4): e78. https://doi.org/10.1002/mgea.78

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7. PDGPT: A large language model for acquiring phase diagram information in magnesium alloys

Zini Yan,  Hongyu Liang,  Jingya Wang,  Hongbin Zhang,  Alisson Kwiatkowski da Silva,  Shiyu Liang,  Ziyuan Rao,  Xiaoqin Zeng

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/mgea.77

引用:Yan Z, Liang H, Wang J, et al. PDGPT: a large language model for acquiring phase diagram information in magnesium alloys. MGE Advances. 2024; 2(4): e77.

https://doi.org/10.1002/mgea.77

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8. Interpretable machine learning for stability and electronic structure prediction of Janus III–VI van der Waals heterostructures

Yudong Shi, Yinggan Zhang, Jiansen Wen, Zhou Cui, Jianhui Chen, Xiaochun Huang, Cuilian Wen, Baisheng Sa, Zhimei Sun    

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/mgea.76

引用:Shi Y, Zhang Y, Wen J, et al.Interpretable machine learning for stability and electronic structure prediction of Janus III–VI van der Waals heterostructures. MGE Advances. 2024; 2(4): e76. https://doi.org/10.1002/mgea.76

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9. Machine learning-assisted performance analysis of organic photovoltaics

Sijing Zhong,  Jiayi Huang,  Hengyu Meng,  Zhuo Feng,  Qianyue Wang,  Zhenyu Huang,  Lijie Zhang,  Shiwei Li,  Weiyang Gong,  Yusen Huang,  Lei Ying,  Ning Li   

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/mgea.74

引用:Zhong S, Huang J, Meng H, et al. Machine learning-assisted performance analysis of organic photovoltaics. MGE Advances. 2024; 2(4): e74. https://doi.org/10.1002/mgea.74

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10. Enhancing creep rupture life prediction of high-temperature titanium alloys using convolutional neural networks

Bangtan Zong, Jinshan Li, Changlu Zhou, Ping Wang, Bin Tang, Ruihao Yuan

https://doi.org/10.1002/mgea.68

引用:Zong B, Li J, Zhou C, Wang P, Tang B, Yuan R. Enhancing creep rupture life prediction of high-temperature titanium alloys using convolutional neural networks. MGE Advances. 2024; e68.  https://doi.org/10.1002/mgea.68

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11. Prediction of dynamic recrystallization behavior of SAE52100 large section bearing steel based on machine learning

Peiheng Ding,  Changqing Shu,  Shasha Zhang,  Zhaokuan Zhang,  Xingshuai Liu,  Jicong Zhang,  Qian Chen,  Shuaipeng Yu,  Xiaolin Zhu,  Zhengjun Yao

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/mgea.75

引用:Ding P, Shu C, Zhang S, et al. Prediction of dynamic recrystallization behavior of SAE52100 large section bearing steel based on machine learning. MGE Advances. 2024; e75.  https://doi.org/10.1002/mgea.75

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特约编辑

Prof. Dezhen XUE

E-Mail: xuedezhen@xjtu.edu.cn


薛德祯,于2012年获西安交通大学材料科学与工程专业博士学位,曾在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室从事博士后工作,现为西安交通大学教授。主要研究方向为铁性智能材料和材料信息学,以机器学习辅助实现铁性材料的高性能化,致力于材料学与信息学的交叉融合。提出的材料自适应设计方法,能够有效减少实验次数,仅通过少量实验反馈迭代,成功开发出多种新型功能材料,相关方法被MRS Bulletin 专题推介指出,“为新材料的设计开发提供了最好的统计学方法”。


Prof. Turab LOOKMAN   

E-Mail: turablookman@gmail.com


T. Lookman教授是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室 (LANL) 的Research Fellow。其研究领域主要集中在材料信息学,利用理论模拟的手段来探索铁性智能材料相变行为的物理机制。共发表论文250余篇,包括Nature(2), Nature Communication(4), PNAS(1) , Review of Modern Physics(1) , PRL(20),Acta Materialia(18)等,论文被引5000多次,h因子为33。2009年获得了LANL Fellows Prize,2012年当选美国物理学会的会士。近几年来,T. Lookman教授主要专注于材料基因组技术领域的研究,主持了美国能源部资助的首个材料基因组研究专项课题,并首次提出了利用机器学习加速开发具有目标性能材料的新方法。研究成果被MRS Bulletin, News & Analysis栏目以“Adaptive design loop ushers exploration of new materials”为题专题推介(Liu, Y. MRS Bulletin, 41, 424,2016)。美国国家标准技术局材料基因计划负责人James Warren 教授指出“这一方法为新材料的设计开发提供了最好的统计学方法”,“这一方法,特别是它的成功应用,会实现从新材料到实际应用的整个材料研发过程的加速。”   


点击以下链接查看更多往期文章

【文章汇总】《材料基因工程前沿(英文)》2023年第一期和第二期文章

【文章汇总】《材料基因工程前沿(英文)》2024年第一期文章

【文章汇总】《材料基因工程前沿(英文)》2024年第二期文章

【文章汇总】《材料基因工程前沿(英文)》2024年第三期文章                        


《材料基因工程前沿(英文)》简介

《材料基因工程前沿(英文)》(Materials Genome Engineering Advances,简称:MGE Advances)作为材料基因工程领域首个高水平综合性学术期刊,其宗旨是面向国家重点战略布局与材料学科国际学术前沿发展的重大需求,聚焦材料基因工程领域,刊载先进材料计算、高通量/自动化/智能化材料实验技术、材料数据库与大数据技术等材料基因工程关键技术的研究进展和前沿成果,以及三者在材料新效应/新原理探索和新材料发现等方面的重要应用,创建一个跨学科多领域交叉融合的国际一流高水平出版平台和学术交流平台,推动新材料研发模式变革。


2022年入选“中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊项目”。

2024年入选北京市科委“2024支持高水平国际科技期刊建设-强刊提升”项目。

2024年被世界五大文献检索系统之一的开放获取期刊目录DOAJ收录



《材料基因工程前沿(英文)》以全OA开放获取模式,在国际出版平台Wiley Online library全文数字化上线出版。期刊采用国际先进的单篇优先出版模式,实现了最新学术成果的及时快速优先发表并高效广泛地传播给全球读者,提升了期刊的可见度和传播效率。


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期刊网址:

 https://onlinelibrary.wiley.com/journal/29409497

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