劉 濤，鄧永和，高 明，張宇文，譚恒博，文大東

（1.吉首大學(xué) 物理與機(jī)電工程學(xué)院，吉首 416000；2.湖南工程學(xué)院 計(jì)算科學(xué)與電子學(xué)院，湘潭 411104）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，新一輪全球工業(yè)革命推動(dòng)了材料科學(xué)的研究與開發(fā)，以滿足工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω咝阅懿牧系男枨螅?］.進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)在材料研發(fā)平臺(tái)建設(shè)和基于大數(shù)據(jù)的材料分析預(yù)測(cè)等方面應(yīng)用日益廣泛，并迅速成為材料設(shè)計(jì)與開發(fā)的有力工具.在新材料方面，機(jī)器學(xué)習(xí)算法已應(yīng)用于許多關(guān)鍵材料的研究中，如新能源材料、軟材料、聚合物電介質(zhì)、鈣鈦礦材料、壓電材料、催化劑、感光材料等，并且取得了顯著成就［2］.20世紀(jì)90年代末，數(shù)據(jù)挖掘方法已廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)研究和生產(chǎn)控制過(guò)程中，如材料性能預(yù)測(cè)與優(yōu)化、新材料設(shè)計(jì)與開發(fā)、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控等［3］.機(jī)器學(xué)習(xí)方法結(jié)合大量材料數(shù)據(jù)，加速了新材料的設(shè)計(jì)和研發(fā)的進(jìn)程，此方法引起了國(guó)內(nèi)外更多材料科學(xué)研究者的關(guān)注［2］.在材料科學(xué)研究中，信息技術(shù)主要應(yīng)用于材料數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè).2011年，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬提出了將材料數(shù)據(jù)庫(kù)作為三大基礎(chǔ)平臺(tái)之一的“材料基因組計(jì)劃”，并在2014年將其提升為美國(guó)的“國(guó)家戰(zhàn)略”.隨后，歐盟、日本和印度等國(guó)家也加入此類研究的行列，都爭(zhēng)取在新的材料革命時(shí)代中搶占先機(jī).2015年中國(guó)也啟動(dòng)了“材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)與支撐平臺(tái)”重點(diǎn)專項(xiàng)（簡(jiǎn)稱“材料基因工程重點(diǎn)專項(xiàng)”），在廣大材料科研工作者的共同努力下，該領(lǐng)域的研究取得了顯著的進(jìn)展［4］.

1 材料屬性知識(shí)圖譜建設(shè)方法

知識(shí)圖譜是由節(jié)點(diǎn)和關(guān)系構(gòu)成的圖，可直觀地模擬現(xiàn)實(shí)世界中的每一幕場(chǎng)景.通過(guò)不同知識(shí)間的關(guān)聯(lián)生成網(wǎng)絡(luò)知識(shí)結(jié)構(gòu)，對(duì)于機(jī)器來(lái)說(shuō)就是一張地圖.一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)實(shí)體或概念，一個(gè)邊包含一個(gè)屬性或關(guān)系.知識(shí)圖譜生成過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是讓機(jī)器形成認(rèn)知能力，從而更好地理解世界.以“實(shí)體-關(guān)系-實(shí)體”三要素構(gòu)成知識(shí)圖譜的基本單位，這也是知識(shí)圖譜的核心.

如圖1所示，材料屬性知識(shí)圖譜的架構(gòu)流程主要包括6個(gè)環(huán)節(jié)：知識(shí)建模、知識(shí)存儲(chǔ)、知識(shí)抽取、知識(shí)融合、知識(shí)計(jì)算以及知識(shí)應(yīng)用，可用于探索網(wǎng)絡(luò)間基本材料屬性之間的關(guān)系，指導(dǎo)多功能材料的設(shè)計(jì).通過(guò)利用這些連接的模塊組織結(jié)構(gòu)，可以把現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的隱藏性能聯(lián)系起來(lái)，為進(jìn)行材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)或建立派生材料數(shù)據(jù)庫(kù)提供了便捷而高效的途徑［10］.

圖1 材料屬性知識(shí)圖譜的架構(gòu)流程示意圖

2 材料數(shù)據(jù)庫(kù)概述

“材料基因工程”項(xiàng)目為材料數(shù)據(jù)庫(kù)提供了新的發(fā)展方向，使材料數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)得到高速發(fā)展，因此開發(fā)各類數(shù)據(jù)共享平臺(tái)和計(jì)算工具至關(guān)重要.世界各地的材料科學(xué)研究者們都在積極建設(shè)材料數(shù)據(jù)庫(kù)［1］.目前，國(guó)外較為著名的材料信息數(shù)據(jù)庫(kù)有Materials Project（MP）開放性數(shù)據(jù)庫(kù)［6］、AFLOW計(jì)算材料開放數(shù)據(jù)庫(kù)［7］等.與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)的材料科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)相對(duì)較晚.但在“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)的支持下，我國(guó)材料科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)逐步建成，如中國(guó)科學(xué)院金屬研究所開發(fā)的材料數(shù)據(jù)庫(kù)查詢系統(tǒng)［8］、國(guó)家材料科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)［9］、材料基因工程專用數(shù)據(jù)庫(kù)（MGED）、國(guó)家先進(jìn)材料網(wǎng)絡(luò)和信息中心建立的材料信息網(wǎng)等，這些都是優(yōu)質(zhì)的材料科研平臺(tái).

2.1 國(guó)外研究情況

2011年，由美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)（LBNL）和麻省理工學(xué)院（MIT）聯(lián)合開發(fā)的開放性數(shù)據(jù)庫(kù)—Material Project（MP）（https://www.materialsproject.org/），是美國(guó)“材料基因組計(jì)劃”的一大產(chǎn)物.此數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)存儲(chǔ)八十多萬(wàn)條數(shù)據(jù)，包括能帶結(jié)構(gòu)、彈性張量、壓電張量等性能的數(shù)據(jù).如圖2所示，該數(shù)據(jù)庫(kù)涉及了無(wú)機(jī)化合物、納米孔隙材料、嵌入型電極材料和轉(zhuǎn)化型電極材料等八大體系，其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)大多來(lái)自無(wú)機(jī)晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)（Inorganic Crystal Structure Database，簡(jiǎn)稱ICSD），其中所收錄的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性非常高.在MP平臺(tái)上，通過(guò)部署各類專用計(jì)算軟件，它可在線預(yù)測(cè)未知材料的性能，這從很大程度上減少了科研人員的實(shí)驗(yàn)量，也加快了各類材料的開發(fā)速度，使材料研究蓬勃發(fā)展［11］.

圖2 MP數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)量

2011年，由杜克大學(xué)開發(fā)的開放性AFLOW計(jì)算材料數(shù)據(jù)庫(kù)（http://www.aflowlib.org/），同樣是美國(guó)“材料基因組計(jì)劃”的一大產(chǎn)物，此數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)大多也是通過(guò)第一性原理計(jì)算所得.目前，該數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)涉及有3種無(wú)機(jī)化合物、312種二元合金和125種多元合金材料化合物，并分別有超過(guò)566，373，375個(gè)計(jì)算屬性，其中的絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)都是預(yù)測(cè)得出的，是含量最大的數(shù)據(jù)庫(kù)，如圖3所示.與MP數(shù)據(jù)庫(kù)相似，二者皆運(yùn)用了基于密度泛函理論（DFT）的高通量第一性原理計(jì)算、信息學(xué)數(shù)據(jù)挖掘和進(jìn)化結(jié)構(gòu)篩選策略，并取得了良好的計(jì)算性能.AFLOW數(shù)據(jù)庫(kù)有12種應(yīng)用程序可以有效地對(duì)材料的結(jié)構(gòu)、性能等進(jìn)行篩選.此外，AFLOW數(shù)據(jù)庫(kù)中的AFLOWML模塊簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)庫(kù)機(jī)器學(xué)習(xí)方法，使得普通用戶也可正常操作，并提供了一個(gè)開放式的API接口，不斷更新算法能夠保證各種工作流程的正常運(yùn)行，助力材料科學(xué)研究人員更好地預(yù)測(cè)材料性能，推動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)在材料研究中的應(yīng)用［12］.

圖3 AFLOW數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)量

此外，在材料領(lǐng)域中還有其他具有影響力的數(shù)據(jù)庫(kù)，如由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所NIST開發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)https://www.nist.gov/srd/，這些數(shù)據(jù)庫(kù)是具有參考標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)系列.其中材料類的數(shù)據(jù)庫(kù)有材料性能數(shù)據(jù)庫(kù)與晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)等.日本國(guó)立材料科學(xué)研究所開發(fā)的MatNavi數(shù)據(jù)庫(kù)（https://mits.nims.go.jp/）、歐洲卓越中心（European Centre of Excellence）開發(fā)的NOMAD（https://www.nomad-coe.eu/）、1995年日本科學(xué)技術(shù)公司（JST）與瑞典物相數(shù)據(jù)系統(tǒng)（MPDS）共同開發(fā)的PAULINGFILE數(shù)據(jù)庫(kù)（http://www.paulingfile.com/）、美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)Hennig課題組創(chuàng)建和管理的Materials Web（https://www.materialsweb.org/）數(shù)據(jù)庫(kù)等［13］.

2.2 國(guó)內(nèi)研究情況

1987年，中國(guó)科學(xué)院牽頭正式啟動(dòng)科學(xué)數(shù)據(jù)資源建設(shè)，現(xiàn)在運(yùn)行的是全新的中國(guó)科學(xué)院數(shù)據(jù)云門戶網(wǎng)站（http://www.csdb.cn/），此網(wǎng)站是在2019年更新后投入使用的.目前，該數(shù)據(jù)庫(kù)中共有1270個(gè)數(shù)據(jù)集，用戶數(shù)多達(dá)了1800萬(wàn)，下載量達(dá)2352 TB.金屬研究所創(chuàng)建的“材料學(xué)科領(lǐng)域基礎(chǔ)科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)”（http://www.matsci.csdb.cn/），其涉及的主要材料有金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、閃爍材料、碳化硅材料、納米材料和有機(jī)高分子材料等.目前材料科學(xué)類的數(shù)據(jù)總量7萬(wàn)余條，包括了材料的熱學(xué)、力學(xué)和電學(xué)等各種物理特性，其中金屬材料數(shù)據(jù)共計(jì)6萬(wàn)余條，無(wú)機(jī)非金屬材料數(shù)據(jù)共計(jì)1萬(wàn)余條.此數(shù)據(jù)來(lái)源主要是手冊(cè)和期刊文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，它是國(guó)內(nèi)最全面的材料科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)之一，極大地促進(jìn)了新技術(shù)與材料學(xué)科領(lǐng)域的融合發(fā)展［14］.

2015年，科技部啟動(dòng)了材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)與支撐平臺(tái)“重點(diǎn)專項(xiàng)”（簡(jiǎn)稱“材料基因工程重點(diǎn)專項(xiàng)”），該專項(xiàng)計(jì)劃開展材料基因工程基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)與裝備、驗(yàn)證性示范應(yīng)用的研究，布局了示范性創(chuàng)新平臺(tái)的建設(shè).該專項(xiàng)共設(shè)立了45個(gè)項(xiàng)目開展研究，在實(shí)施過(guò)程中強(qiáng)調(diào)要將材料高效計(jì)算、高通量實(shí)驗(yàn)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的研發(fā)、應(yīng)用和融合作為研究任務(wù)的核心.由湖南大學(xué)牽頭湖南工程學(xué)院參與的“高通量多尺度材料模擬與性能優(yōu)化設(shè)計(jì)”和中南大學(xué)牽頭“高通量塊體材料制備新方法、新技術(shù)與新裝備”為材料數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)與應(yīng)用奠定了基礎(chǔ).預(yù)計(jì)到2025年有望實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造2025”計(jì)劃，使得新的材料設(shè)計(jì)和模擬方法得到優(yōu)化，新材料數(shù)據(jù)庫(kù)逐步完善［15］.

依托于2001年國(guó)家科技部“材料科學(xué)數(shù)據(jù)共享與服務(wù)平臺(tái)建設(shè)”重點(diǎn)項(xiàng)目的國(guó)家材料科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)（http://www.materdata.cn/），共整合了全國(guó)各地30余家科研單位的數(shù)據(jù)資源.其中包含的高質(zhì)量數(shù)據(jù)多達(dá)11萬(wàn)條，涉及3000多種鋼鐵材料及其他材料基礎(chǔ)，將材料體系數(shù)據(jù)庫(kù)劃分為12個(gè)大類，包含材料基礎(chǔ)、天然材料及制品、有色金屬材料及特種合金、黑色金屬材料、復(fù)合材料、有機(jī)高分子材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、信息材料、能源材料、生物醫(yī)學(xué)材料、建筑材料和道路交通材料，為材料領(lǐng)域的研究提供了數(shù)據(jù)共享服務(wù)與應(yīng)用支撐.

材料基因工程專用數(shù)據(jù)庫(kù)（MGED）（http://www.mgedata.cn/）是一個(gè)對(duì)材料的組分和結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的一體化系統(tǒng)平臺(tái)，該數(shù)據(jù)庫(kù)包含結(jié)構(gòu)材料與功能材料以及各類材料的微觀結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)性能和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的總量達(dá)70多萬(wàn)條，該平臺(tái)涉及的材料有催化材料、鐵性材料、特種合金、生物醫(yī)用材料，還包含材料熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)及性能數(shù)據(jù)庫(kù)等.到目前為止，該平臺(tái)累計(jì)訪問(wèn)量達(dá)2萬(wàn)多次.該平臺(tái)還包含了材料高通量第一性原理在線計(jì)算軟件和基于融合數(shù)據(jù)庫(kù)的材料數(shù)據(jù)挖掘計(jì)算網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)以及論文信息輔助提取軟件，在該平臺(tái)上科研人員可以使用該軟件提取所閱讀的論文當(dāng)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也可把材料數(shù)據(jù)填充在該平臺(tái)的材料數(shù)據(jù)庫(kù)中.平臺(tái)中的在線數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)可以批量地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成作業(yè)、處理、解析和計(jì)算數(shù)據(jù)的全過(guò)程，還可以采用數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)的方法對(duì)該平臺(tái)上直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析.

此外，很多專項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)也已趨于成熟，如納米研究專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、國(guó)家材料環(huán)境腐蝕科學(xué)數(shù)據(jù)中心、高分子材料科學(xué)數(shù)據(jù)資源節(jié)點(diǎn)等，各主要數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)比如表1所示［1］.隨著基礎(chǔ)材料數(shù)據(jù)庫(kù)的不斷發(fā)展，用戶不但可能直接從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得材料的原始數(shù)據(jù)，還可以利用數(shù)據(jù)庫(kù)中的軟件直接對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組合和分析，并以圖像、列表、曲線等直觀的形式呈現(xiàn)，這將大大節(jié)省研究者的時(shí)間成本，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)從數(shù)字到功能應(yīng)用的轉(zhuǎn)化.

表1 主要數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)比

3 材料屬性知識(shí)圖譜的分析與利用

“大數(shù)據(jù)”時(shí)代，免費(fèi)的在線計(jì)算和實(shí)驗(yàn)衍生材料數(shù)據(jù)庫(kù)推動(dòng)了材料信息學(xué)蓬勃發(fā)展.但是，目前這些資源是不能聯(lián)系在一起的，通常只顯示直接計(jì)算或測(cè)量的數(shù)據(jù)，很少有物理相關(guān)的屬性可以搜索.然而材料的屬性是內(nèi)在相互關(guān)聯(lián)的，物理屬性之間存在聯(lián)系，如表2所示.例如，材料的電子結(jié)構(gòu)與它的化學(xué)性質(zhì)和幾何結(jié)構(gòu)有關(guān)，這影響它的能量吸收能力、折射率和介電擊穿強(qiáng)度.

表2 物理屬性表舉例

從整體上來(lái)看，材料科學(xué)知識(shí)可以描述為一個(gè)關(guān)系網(wǎng)絡(luò).通過(guò)連接一定范圍內(nèi)的組織結(jié)構(gòu)，可以洞察出數(shù)據(jù)之間的隱藏聯(lián)系.運(yùn)用此方法，可以達(dá)到增加衍生材料性能，檢查性能關(guān)系，量化改善不同模型之間的不確定性，以及推斷之前未知物理相關(guān)性能.通過(guò)以一種簡(jiǎn)單的序列化格式（如YAML格式）建立編碼規(guī)范及材料屬性關(guān)系.

本文通過(guò)引入一個(gè)開源python包propnet，它以程序方式編寫并可應(yīng)用于材料科學(xué)知識(shí)任何方面.其核心是一個(gè)不斷增長(zhǎng)的材料屬性、適當(dāng)?shù)膯卧蛯傩躁P(guān)系目錄，可用擴(kuò)展的通用格式存儲(chǔ).除了簡(jiǎn)單的方程和基本屬性外，propnet還可以存儲(chǔ)并用python編程表達(dá)各種屬性及其關(guān)系，如晶體維度、材料成本和其他復(fù)雜輸入操作的關(guān)系.截至2019年7月，propnet該目錄包含115種材料屬性和69種關(guān)系.這些屬性和關(guān)系聯(lián)系在一起可以形成一個(gè)有向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖，如圖4所示，能夠表示任意復(fù)雜的屬性關(guān)系，包括單向和雙向的屬性關(guān)系.propnet的用途在于從圖遍歷算法提供的輸入信息中派生出一組增強(qiáng)的材料屬性.如一些數(shù)據(jù)庫(kù)報(bào)告了一個(gè)計(jì)算的帶隙，但沒(méi)有使用這個(gè)帶隙來(lái)分析材料的折射率.而利用propnet可以自動(dòng)生成估算的折射率.

圖4 有向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖

propnet除了有擴(kuò)展數(shù)據(jù)集的核心功能外，由propnet生成的數(shù)據(jù)集生成物理驅(qū)動(dòng)的特征向量.這些矢量對(duì)于改進(jìn)材料設(shè)計(jì)中的機(jī)械智能模型具有重要意義.使用propnet，可以評(píng)估屬性關(guān)系的準(zhǔn)確性，并創(chuàng)建性能優(yōu)于任何單一模型的物理模型集合［5］.propnet應(yīng)用的材料數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)公開且數(shù)據(jù)量快速增長(zhǎng)的計(jì)算材料屬性庫(kù)，其中包含超過(guò)120，000種不同的材料.材料數(shù)據(jù)庫(kù)主要來(lái)源于第一性原理，提供每個(gè)條目至少四個(gè)基本屬性，包括晶格常數(shù)及其基礎(chǔ)、計(jì)算帶隙、密度泛函理論（DFT）中Perdew-Burke-Ernzerhof（PBE）功能或PBE+U計(jì)算材料的總能量.并提供了其他與結(jié)構(gòu)相關(guān)的特性，包括化學(xué)公式、原子密度、質(zhì)量密度、單元格體積和每個(gè)原子體積.目前，材料子集的數(shù)量達(dá)1000～15000個(gè)，如介電、彈性、壓電和振動(dòng)等特性也已經(jīng)被計(jì)算在表面能之外.這些張量特性包含的大量信息都被propnet用來(lái)最大程度地增加每種材料可用的信息量.

使用propnet可以擴(kuò)展每種材料的數(shù)據(jù)集，并且可以產(chǎn)生大約30種不同的標(biāo)量特性.為了確定標(biāo)量性質(zhì)之間的相關(guān)程度，軟件使用最大信息系數(shù)（MIC）分?jǐn)?shù)來(lái)測(cè)量相關(guān)性.MIC得分范圍為0～1，0表示兩個(gè)變量之間沒(méi)有關(guān)系，1表示強(qiáng)烈的線性相關(guān)關(guān)系.當(dāng)提供數(shù)據(jù)集時(shí)，propnet可以使用MIC評(píng)分或各種其他相關(guān)指標(biāo)（包括Pearson相關(guān)、Spearman秩相關(guān)和Theil-Sen回歸）自動(dòng)執(zhí)行相關(guān)分析，如表3所示.

“圖形距離”作為屬性連接性的度量，可用于突出顯示未預(yù)期的屬性之間的相關(guān)性.將兩個(gè)屬性之間的圖形距離定義為派生這兩個(gè)屬性的最小輸入集的大小.圖上的距離越大，知識(shí)圖上的這些屬性的聯(lián)系就越“困難”.如果其中一個(gè)屬性沒(méi)有被任何模型連接到propnet知識(shí)圖上，則認(rèn)為圖形距離是未定義的.測(cè)試結(jié)果顯示許多與高M(jìn)IC分?jǐn)?shù)相關(guān)的屬性都有較低的圖形距離.但是，如果兩個(gè)屬性都是從一個(gè)屬性中衍生出來(lái)的，它們的圖形距離為1個(gè)單位，圖形距離和MIC分?jǐn)?shù)如表3所示.

表3 材料屬性關(guān)系的圖形距離和MIC分?jǐn)?shù)舉例

4 材料屬性知識(shí)圖譜的發(fā)展趨勢(shì)

隨著“材料基因工程”項(xiàng)目的提出與發(fā)展，材料信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)刻不容緩，要加快重要領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，優(yōu)先建立國(guó)家重點(diǎn)科技項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)，保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的同時(shí)加大數(shù)據(jù)共享力度，嚴(yán)格把握數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)來(lái)源，為數(shù)據(jù)分類制定標(biāo)準(zhǔn)化文件.大力培養(yǎng)優(yōu)秀的專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理人員，保障數(shù)據(jù)的收集、維護(hù)和運(yùn)用.為國(guó)內(nèi)材料科學(xué)的研究提供更加便攜的方式和更加完備的材料設(shè)計(jì)平臺(tái)，從數(shù)據(jù)庫(kù)的類別、分布式網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、材料數(shù)據(jù)挖掘算法及其關(guān)聯(lián)性算法與大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行深入細(xì)致的探索是非常必要的.