引言：

在高分子材料的廣泛應(yīng)用中，其易燃性一直是火災(zāi)安全的主要隱患。近日，四川大學(xué)王玉忠院士團(tuán)隊(duì)利用研制的聚合物燃燒過(guò)程實(shí)時(shí)在線分析儀獲取大量真實(shí)燃燒數(shù)據(jù)，并結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行分子基團(tuán)對(duì)阻燃性定量貢獻(xiàn)建模，建立了一種可迭代、加速阻燃材料研發(fā)的高通量設(shè)計(jì)框架，提出了未來(lái)阻燃研究的新范式。相關(guān)成果以“Scientific Discovery Framework Accelerating Advanced Polymeric Materials Design”為題發(fā)表在Research上。

1. 研究背景

有機(jī)高分子材料因其易燃性，常引發(fā)火災(zāi)事故。在之前的研究中，賦予有機(jī)高分子材料阻燃性是從源頭上解決易燃高分子材料引發(fā)火災(zāi)的有效措施，具有不可替代的作用。但已有阻燃機(jī)理的研究是在非真實(shí)火環(huán)境下得到的，從而不能有效指導(dǎo)阻燃化設(shè)計(jì)，甚至得出的結(jié)論對(duì)阻燃設(shè)計(jì)完全無(wú)效。正因如此，目前有機(jī)高分子材料的阻燃化還不能完全上升到科學(xué)的層面，更多的是憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。為解決這一阻燃領(lǐng)域的難點(diǎn)問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)已創(chuàng)制出聚合物燃燒過(guò)程實(shí)時(shí)在線分析儀，能夠科學(xué)表現(xiàn)聚合物真實(shí)燃燒行為并采集大量真實(shí)燃燒數(shù)據(jù)，表征燃燒/阻燃性能并同時(shí)原位分析燃燒行為/機(jī)理。

2. 研究進(jìn)展

該團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)結(jié)合燃燒分析儀、虛擬反應(yīng)器和材料基因模型的阻燃材料設(shè)計(jì)框架。利用真實(shí)燃燒數(shù)據(jù)，提取燃燒反應(yīng)規(guī)律，并構(gòu)建了分子基團(tuán)對(duì)阻燃性的定量貢獻(xiàn)模型，顯著提高了模型的準(zhǔn)確率。

3. 未來(lái)展望

未來(lái)阻燃材料研究將聚焦于積累更多高分子材料的真實(shí)燃燒數(shù)據(jù)，以迭代優(yōu)化該框架，建立更快速、更準(zhǔn)確的分子結(jié)構(gòu)對(duì)阻燃性的構(gòu)效關(guān)系模型。

信息來(lái)源：Research 科學(xué)研究

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