材料基因組研究進展
材料基因組研究進展專題由王崇愚院士和屠海令院士主持。
陳立泉院士在“中國MGI如何跨出第一步?”報告中首先介紹了美國“材料基因組計劃”（MGI）的本質、具體措施和進展，指出我國關鍵新材料的自給率很低，在當前發達國家對材料研發突然發力、加快速度的背景下，我國開展材料基因組計劃迫在眉睫。對于怎么開展中國版的材料基因組計劃，陳院士提出“一個整體，多個層次，協同創新”的戰略措施：一個整體即選擇幾項國家急需的、國內有良好基礎的關鍵材料進行示范，力求盡快積累經驗、取得成果，以便進一步推廣普及到整個材料領域；并組建全國性的包括材料計算、材料學實驗和數據庫三位一體的“材料基因組研究中心”；打造全國性的“材料創新基礎設施”。多個層次是指發揮多方面的積極性，既有中央政府的積極性，也有地方政府的積極性，既有政府的引導作用，也有企業的主導作用。協同創新包括計算、實驗、數據庫三要素協同，材料“發現-研發-生產-應用”各個環節的協同，跨學科的研發團隊的協同，和“官、產、學、研、用”的協同。報告并對中國版MGI的開展提出了具體建議。
吳以成院士的“紫外非線性光學材料分子設計”報告首先介紹了不同頻率激光獲得的基礎——非線性光學晶體和非線性光學效應，回顧了非線性光學晶體構效關系的探索歷程，重點介紹了陰離子基團理論以及基于這一理論開展的硼酸鹽體系非線性光學晶體探索。報告指出基于(BO3)基團的新型非線性光學晶體KBBF突破了直接倍頻深紫外激光壁壘，以KBBF晶體器件深紫外光源為核心研制成功多種深紫外科學儀器前沿裝備，我國科學家應用該系列裝備在諸多領域獲得了一系列重要研究成果。報告最后簡要介紹了在非線性光學領域采用陰離子基團理論結合第一性原理方法的優勢及取得的計算流程等成果。
崔予文研究員在“鋼鐵及形狀記憶合金中馬氏體組織形貌的集成朗道模型”報告中，介紹了馬氏體晶體學和微彈性相場兩類馬氏體微觀組織模型，詳細介紹了基于群的不可約化表示的拉格朗日動力學馬氏體微觀組織模型（集成朗道模型），分析了該模型與前兩類模型的異同及三者的內在集成。報告展示了基于朗道模型開展的探索多晶鋼鐵和形狀記憶合金馬氏體相變規律和組織演化的研究工作，指出朗道模型有效地減少了傳統模型中不具有明確物理意義的模擬參數，能有效地揭示多晶鋼鐵與形狀記憶合金馬氏體相變過程中的多場耦合在物理本質上的異同。報告第二部分介紹了馬氏體微觀組織模擬的外在技術集成的方法及實例。
討論環節，有3位參會代表的提問表示出對中國版材料基因組計劃數據庫的建立、應用、共享的關心，陳立泉院士認為，數據庫應該是多個層面的，每個實驗室、研究團隊需要有自己的數據庫，而國家層面有大的數據庫，并且他建議國家層面應該成立技術小組，制定數據庫對接標準、共享原則等指導意見，以引導數據庫的高效建立、有效應用；另外，當前數據庫應該適應材料研究的特點，分為敏感材料軍用數據庫和民用數據庫。其他兩位代表分別向吳以成院士、崔予文研究員請教了自己科研過程中的困惑，他們一一做了耐心解答。
凝固技術進展
凝固技術進展專題由魏炳波院士和李元元院士主持。
介萬奇教授在“多組元合金鑄造過程的凝固基礎研究”報告中指出，凝固是一門古老的學科，但目前我國凝固控制技術的不發達限制著眾多領域設備、技術的進步，報告具體介紹了航空航天大型鋁合金結構件、大型鋁合金型材用鑄錠連鑄、大型水電、核電設備大型鑄件、航空發動機及地面燃機工作葉片（單晶及多晶）鑄造對凝固技術的重大需求。報告重點分析了多組元合金凝固的4個前沿問題：多元多相合金非平衡凝固行為的熱力學與動力學耦合理論、多元多相合金凝固過程的多層次表征及跨層次耦合、多元合金非平衡凝固過程中熔體－界面－傳輸的協同調控原理和電磁場及高能束作用下多元多相合金的凝固行為及其控制原理，并介紹了其研究團隊研發的能有效解決大型鑄件冶金質量控制的反重力鑄造技術、同時解決鑄件力學性能和尺寸精度的大型結構件石膏型無冒口精密鑄造技術，以及II－VI族化合物材料單晶制備技術，這些技術成功攻克了航空航天關鍵構件制備難題和用于關鍵設備研制。
杜勇教授在“熱力學、熱物理性能及凝固過程微結構表征”報告中指出材料微結構的表征及其所需的數據庫、計算工具及實驗工具是材料基因的核心，并認為第一性原理（分子動力學）、晶體相場法和有限元方法分別模擬微觀納米尺度、細觀界觀和宏觀尺度的組織性能變化，是材料基因計算最重要的三種方法。報告主要介紹了其研究團隊在Al合金相圖熱力學數據庫、Al合金的擴散系數數據庫、Al合金熱物性參數數據庫建立方面的杰出成果，并展示了他們在Al合金凝固過程微結構表征方面的研究工作。報告還介紹了其研究團隊及柳百成院士課題組近年分別在探索Al合金和Mg合金時效強化過程微結構與性能的關系方面取得的研究成果。杜勇教授在報告最后展望到，材料基因計算的另一部分內容—建立微結構與力學性能的本構方程，實現材料制備過程力學性能動態演變的定量描述，將大大加速新型高性能材料的研發。
吳孟懷教授首先在“鑄錠宏觀組織和偏析的數值仿真”報告中表示，鑄錠內鑄態組織和宏觀偏析的研究是一個傳統的課題，但仍然是前沿的研究領域，近兩年我國“973”項目、歐盟冶金協會等仍通過組織專題研究及系列會議持續探索鋼錠的鑄態組織和缺陷研究，而鋼錠的制備和質量控制仍是大型裝備制造的核心技術。報告詳細介紹了多相流-體平均凝固過程數值仿真模型，通過具體事例重點展示了多相計算流體動力學在鑄錠鑄態組織和宏觀偏析形成過程動態數值仿真及定量描述方面的應用前景。
討論環節，周廉院士首先對凝固理論及技術的發展提出兩點建議：①鑄錠、鑄件質量是我國金屬產品及設備與國外差距較大的主要原因，應該將最新的凝固理論、技術成果推廣、應用到產業一線去，為我國突破關鍵材料、關鍵產品落后現狀作出貢獻；②杜勇教授的Al合金熱力學、動力學數據庫現在已經被用于Al合金材料基因計算，并指導新型Al合金設計。其他新材料領域的科研人員應該一開始也主動通過材料基因計算方法研發新材料。對于材料基因計算的諸多計算方法，有代表問到應該如何進行選擇？杜勇教授回答到，現在已有結合第一性原理計算和分子動力學的研究，也有將第一性原理計算和相場方法的結合，而對多元、多相體系的組織定量描述就必須結合相場方法；吳孟懷教授補充到，現在對材料進行跨尺度的研究時需要局部結合兩種以上的方法。
17個大會報告結束后，周廉院士進行了總結講話，他認為2014新材料國際發展趨勢高層論壇舉辦得非常成功，參會人數多，報告精彩，討論熱烈，感謝報告人和所有代表的支持。隨后對今后高層論壇的舉辦談了3點想法：①我國一些關鍵材料，特別是電子材料、光電材料、納米材料、能源材料等新材料的研究與產業應用與國外差距很大，今后高層論壇系列會議的議題內容主要由這幾類新材料和一些國內熱點研究方向為主；②高層論壇系列會議旨在探討未來新材料發展方向，培養未來新材料科研人才，是在校研究生開闊視野、了解前沿、學習取經的好機會，各位教授應該支持學生參會；③2015年高層論壇將在上海由上海交通大學主辦，目前已確定有Mg合金分論壇和國際科技論壇，其他分論壇也歡迎各位專家建議組織。
《中國材料進展》雜志社 惠瓊 整理