美NSF向六个材料科学研究中心资助1.08亿美元
7 月 30 日,美国国家科学基金会( NSF )宣布投入 1.08 亿美元,资助六个材料研究科学与工程中心( MRSEC )。每个中心将在六年执行期( 2026 年 9 月至 2032 年 8 月 )内获得 1800 万美元,围绕具有独特性能和应用前景的材料开展前沿研究 。
( 1 )普林斯顿复杂材料中心
面向下一代技术开发新型材料,并覆盖从高中生到博士后的全链条人才培养。研究方向包括:量子材料的发现与合成,借助机器学习、自动化实验和纳米级反应器制备平带和扭转超晶格,通过局域探针表征关联性、磁性和拓扑量子态;生物分子凝聚体研究,建立序列与材料性质之间的关联,探索其在致动器、微反应器等场景中的应用。
( 2 )内布拉斯加大学林肯分校原子工程材料中心
在原子尺度设计和制造新材料,建立结构与性能间的预测关系,支撑下一代电子、计算、传感与通信技术。研究方向包括:铁性界面量子与拓扑现象,用于开发忆阻器、神经形态计算和自旋电子器件; MXenes 二维材料的光电性能调控,应用于柔性屏蔽、可调光子器件和自适应电子系统。
( 3 ) 加州大学圣地亚哥分校 材料研究中心
聚焦混合量子超材料,为量子计算与传感技术开辟新路径。研究方向包括:利用量子团簇和量子阱构建超材料,结合经典电磁工程与深度学习,实现从太赫兹到可见光的超快非线性光学响应;通过分子晶格叠加实现电子势能可编程调制,探索超导及量子自旋液体等新奇量子现象,构建平带超晶格体系。
( 4 )哈佛大学材料研究科学与工程中心
专注于软物质前沿研究,涵盖有机金属化合物、蛋白质、水凝胶和囊泡等材料,面向生物技术和固态冷却等应用。研究方向包括:构建 AI 与自动化实验平台,结合分子动力学模拟,理解复杂相变并通过逆向设计优化热学、孔隙和生物功能特性;基于 AI 建立微流控平台,快速创建结构化微凝胶与囊泡,应用于细胞封装、酶筛选、药物递送和生物打印。
( 5 )哥伦比亚大学先进电子材料中心
设计量子材料以实现能耗极低的有序波信息传输,突破传统电荷输运带来的发热与小型化瓶颈。研究方向包括:利用范德华半导体中的自旋波等长寿命集体激发,实现低能耗信息传输;通过材料与光学腔协同设计,稳定非平衡量子相,建立定量设计规则,拓展量子物质调控新路径。
( 6 )麻省理工学院材料研究科学与工程中心
通过材料科学颠覆医学影像、金属生产和半导体合成等关键领域。研究方向包括:纳米闪烁体超材料重构,预期分辨率提升 10 - 100 倍、辐射剂量大幅降低;高温硫属熔体研究,用于铜、铁、钕等金属的电化学生产,产率较现有工艺提高 2 - 3 倍,并兼容太阳能电池薄膜制备。
各中心联合多所研究机构、科技企业、国家实验室和美国国家标准与技术研究院等,形成产学研协同创新网络。同时,六个中心将为 60 余名早期职业科研人员、 150 余名研究生及 250 余名本科生提供系统培训,为美国材料科学领域持续输送人才。