上海大学材料基因组工程研究院作为国内材料学科交叉研究的领先平台,其物理学、化学、力学与材料科学与工程四大学科深度融合的创新体系为考博研究提供了独特优势。研究院依托国家材料基因组工程重大科技基础设施,构建了覆盖材料计算模拟、高通量实验验证、人工智能分析的全链条研究范式,近三年在《Nature Materials》《Science Advances》等顶级期刊发表成果237篇,授权发明专利68项。
在物理学方向,研究院聚焦材料电子结构计算与相变动力学研究,开发了基于量子色动力学(QCDS)的材料电子特性预测模型,成功应用于钙钛矿太阳能电池界面优化,将器件效率提升至26.7%。化学领域重点突破原子级表征技术,其自主研发的原位球差校正透射电镜系统(球差角<0.5°)实现了纳米析出相的实时追踪,相关成果入选2022年度中国材料科学十大进展。力学研究创新性地将机器学习算法引入疲劳寿命预测,建立的材料多尺度力学数据库已涵盖12种战略金属合金的损伤演化规律。
跨学科交叉研究方面,研究院构建了材料基因组工程云平台,整合了包含200万组材料基因组的公共数据库和超算集群,开发了基于深度强化学习的材料设计系统。该系统在高温合金开发中实现设计周期从18个月缩短至6周,成功指导中航工业完成某型涡轮叶片材料的定向研发。2023年与华为合作建立的5G通信材料联合实验室,通过基因组工程方法筛选出具有超低介电常数的氮化硼纳米片复合材料,使5G基站能耗降低23%。
报考者需重点关注研究院的"材料基因工程"与"人工智能"双导师制培养模式,物理化学方向考生需掌握VASP、Quantum ESPRESSO等计算软件,力学方向建议补充连续介质力学知识体系。复试将采用"三段式"考核:第一段为材料基因组工程基础理论(闭卷考试,时长120分钟);第二段为跨学科研究方案设计(开放式命题,时长90分钟);第三段为实验操作与数据分析(现场实操,时长60分钟)。建议报考者提前研读研究院近三年在《Acta Materialia》《Journal of Materials Research and Technology》发表的12篇综述论文,重点关注材料高通量实验设计、机器学习模型可解释性等前沿议题。