浙江大学工程师学院宁波分院

未来材料与AI驱动的材料项目介绍【2026年版】

一、背景

高端制造、新能源、新一代信息技术、生物医药、航空航天、国防军工等领域的发展均极度依赖材料的突破。“未来材料”代表着高性能、多功能、智能化、可持续的发展方向，是国家竞争力的关键。未来材料的显著特征是实现材料的数字化与智能化，其基础理念是实现材料科学、信息技术和人工智能的交叉融合，其核心在于赋予材料“感知、响应、学习和自适应”的能力。材料的智能化设计绝非仅依靠材料自身的特性而实现，更在于借助精细结构的设计。通过“性能牵引精准逆向材料设计及工艺优化”的创新思路，引入多尺度下的结构设计概念，为高性能材料的智能化研究提供了新的范式。

人工智能已被全球主要国家列为国家战略。基于人工智能方法，开展未来材料先进制造中成分-工艺-组织相关性研究，可大大加快新材料成分及结构设计、增材工艺协同优化等相关研究进程，推进高性能新材料增材制造研发进程；开展先进制造多功能材料设计、拓扑结构逆向仿真、极端环境制造工艺及软/硬件开发，对未来材料先进制造的应用推广意义重大。

 “未来材料+人工智能”的交叉融合，能够有效打破传统“试错法”高成本、长时间的低效研发瓶颈。“未来材料+人工智能”可以实现快速筛选海量候选材料、预测其结构-性能关系，逆向设计具有特定目标性能的新材料，便利实验数据分析、减少盲目试错、加速实验进程，在计算机中模拟材料在极端环境下的行为、降低实验风险和成本等特点。人工智能驱动的研发模式，使“根据特定应用需求设计材料”这一理想逐步走向现实，极大提升研发的精准性和效率，将研发周期大幅缩短。因此，“未来材料+人工智能”的交叉融合符合国家推动颠覆性技术和前沿技术发展的战略方向，是培育新质生产力的重要着力点。

二、项目特点

“未来材料与AI驱动材料”作为工程师学院硕士专业学位重点项目，其设计紧密围绕国家战略需求、产业技术痛点与学科范式革新，形成鲜明的差异化特色。

（一）技术范式颠覆性：人工智能驱动研发链条重构

基于“人工智能高通量设计+高通量实验”闭环，结合原子-微观-宏观跨尺度融合建模，加速材料体系设计及工艺优化。建立面向未来材料的“计算模型构建-高通量制备-人工智能驱动”的全流程研发范式，降低未来材料研发周期，压缩试错空间。

（二）培养模式独特性：塑造三链融合的工程领军者

本项目首先实现“学科链交叉”，在课程设置中涉及材料基因组工程、人工智能工具链、产业化实践的重点内容。在授课环节中，剖析产业应用痛点问题及未来材料在领域内的重要性。阐述实验技术、计算模拟、人工智能等方向对产业发展的正向作用。

其次，实现“产业链嵌入”，强化企业导师重要性。一方面学生课题来源接近产业实体应用，聚焦工业领域亟需突破的技术问题。另一方面，提高企业导师主导工程落地性评价在培养环节中的权重。

最后需要促进“创新链赋能”，在校内导师、企业导师指导环节中，鼓励学生进行成果申请，由校企双方推动专利优先转化。在此过程中，进行产业技术积累，打通上下游链条，以技术优势为基，实现企业孵化。

三、培养特点

本项目面向产业痛点问题，推动材料研发从“经验试错”向“计算设计-实验验证-智能优化”的跃迁，培育兼具科学家思维与工程师执行力的领军者。这一培养模式通过 “学科链-产业链-创新链”三链融合，成为国家新材料战略的核心引擎，也是中国从“材料大国”迈向“材料智造强国”的关键支撑。项目具备以下培养特点：

（一）跨学科融合的课程体系：打破传统学科壁垒

课程设计强调材料科学（成分-结构-性能）与人工智能技术（数据-算法-算力）的深度耦合，建立“双螺旋”知识结构。在基础理论层面，开设《机器学习与材料信息学》《AI驱动的材料高通量计算与设计》等新课程，培养学生材料学知识灵活运用及数理建模、数据挖掘能力。在前沿专题层面：聚焦新型热力耦合结构材料、光/电/磁功能材料、智能响应材料、3D/4D打印、原位时序一体化材料表征等方向，直接对接产业应用类材料与技术开发。在工具链实操方面，要求学生掌握VASP、LAMMPS、Abaqus、pytorch等工具包，强化材料性能预测能力。

（二）产教协同的实践机制：产业应用课题驱动能力转化

        课程学习完成后，研究生将进入合作企业进行为期一年及以上的专业实践训练。实践中强化双导师制并实现产业项目嵌入。在项目实施过程中，突出企业导师指导意义，来自中建材玻璃新材料研究院集团有限公司、浙江华瑞航空制造有限公司、杭州卡涞复合材料科技有限公司、宁波众远新材料科技有限公司等合作单位的工程师主导工程落地性评价，量化考核指标包括成本降低、性能提高、研发周期缩短等。学生直接参与到先进玻璃/光伏电池、高性能/多功能高分子材料设计与制造、复合材料设计及制造、金属材料体系设计及增材工艺优化、多场耦合的高通量表征技术及装备研发等产业攻关项目，促进研究成果转化为专利或工艺方案。

四、合作企业

中建材玻璃新材料研究院集团有限公司、浙江华瑞航空制造有限公司、杭州卡涞复合材料科技有限公司及宁波众远新材料科技有限公司等央国企、专精特新企业。

五、项目方向及导师团队简介

   （一）研究方向

本项目围绕未来材料研发与制造的核心挑战，配备不同专长的导师团队，设立三大研究方向：

方向一：AI辅助材料设计：聚焦智能响应材料、功能玻璃、光伏电池等前沿领域，构建融合第一性原理计算、分子动力学及多物理场耦合的高通量计算框架。结合人工智能与机器学习技术，建立材料组分—工艺—结构—性能的定量模型，推动材料基因工程与工业生产的深度融合，为先进制造提供理论支撑。

方向二：材料智能制造技术：突破增材制造工艺约束下的材料设计瓶颈，研发材料组分-组织-结构的动态调控新方法。面向航空航天、生物医疗等领域需求，开发高强韧结构材料与智能高分子，探究材料在极端环境下的服役性能演变规律；同步创新超快速、多材料增材制造装备与跨尺度拓扑优化技术，实现结构—性能协同设计的数字化闭环。

方向三：先进表征与评价体系：自主研发国际领先的材料表征平台，突破空间/时间分辨率、三维重构及多场耦合表征技术瓶颈。建立材料跨尺度组织与性能的快速评价新方法，构建服役行为多场耦合评价体系，支撑材料生产品质化与精准化，推动产品性能与应用场景的科学集成。

项目通过融合计算设计、智能制造与精准表征，形成“设计—制造—评价”全链条创新体系，为未来材料的研发与产业化提供核心驱动力。

（二）导师团队

浙江大学材料科学与工程学院、浙江大学化学工程与生物工程学院、浙江大学宁波国际科创中心导师和产业界高级专家组成。

六、招生人数及说明

本项目2026年拟招收全日制专业学位研究生15名，欢迎材料工程、化学工程等专业同学报考。

本项目招收全日制专业学位研究生2026年计划如下，最终按研究生院下达为准。

七、联系方式

宁波分院联系邮箱：nbkc2@zju.edu.cn  咨询电话：0574-88229155；联系人：邬老师、邵老师

工程师学院咨询：0571-88281621   邮箱：gcsxyzs@zju.edu.cn