2022年5月27日，北京大学《彤程材料科学论坛》（Red Avenue Materials Science Forum）第十四讲在线上顺利完成。北京大学讲席教授、深圳研究生院副院长、材料科学与工程学院副院长潘锋带来题为“基于图论的结构化学探索锂电池材料基因-加速高性能材料研发的新范式”的报告。材料学院教授侯仰龙主持并致欢迎辞，报告吸引了科研云、蔻享学术等直播平台累计4.4万人次在线参与观看。

在本次报告中，潘教授首先介绍材料研究新范式-基于图论的结构化学和材料大数据与人工智能方法，探索材料基因，加速新材料的开发。图论结构化学即为解析原子（或关键功能基团）之间的连接关系，将材料概括为结构基元和连接方式的有效结合。基于“图论+大数据+AI”方法，可以发现新材料、晶体与电子结构、新型结构基元；而基于持续同调的“代数图论+自监督学习”方法可以来预测材料的结构与性能。此外，将材料与信息结合构建材料知识图谱还可以用来构建文献大数据，复盘材料发现历程，预测锂电池材料等。

基于图论结构化学研究方法，还可以探索“什么是材料基因？及如何开展材料基因的研究？”等问题，从而从原子尺度揭示新能源材料结构与性能的相关性，由此应用于筛选合适的锂电池材料。这些材料大数据也得益于大科学装置能够准确测量结构基元及其动态演化，诸如利用同步辐射X-射线和中子等大科学装置，对锂离子的位置和传输途径进行监测，以及原位测量合成过程中的结构演化等。

最后，面向图论结构化学的产业化应用贡献，潘教授讲述了图论结构化学在太阳能电池导电银浆和晶体结构软件等国家“卡脖子”技术的应用。以及面向未来的材料产业发展，简要介绍了图论在反向设计新材料的发展前景。潘教授希望能够借此启发大家对材料研究新范式的探索，以加速新材料和新能源的开发。

报告精彩内容引发参会者热烈讨论，与会人员就图论可否筛选理想的电极材料、中子衍射方法优点、图论应用于材料反向设计的前景与潘教授进行了讨论。最后，张锦院长总结致辞，张院长认为创新是一件特别好的事情，希望大家能够融通资源，多加交流合作，实现交叉创新。

北京大学《彤程材料科学论坛》背景：

《彤程材料科学论坛》是北京大学材料科学与工程学院为培养国家急需领域高层次人才设立的工程创新教育课程。课程面向国家战略需求、响应学校新工科建设需要，内容围绕工程科学技术创新和战略管理创新，邀请活跃在材料及相关领域的国际顶尖学者和知名企业家开展跨学科、跨领域交流报告；旨在培养具有国际视野、能够深度理解产业技术前沿和市场趋势，引领材料相关领域科技发展的创新型领军人才。从2021年秋季学期开始，每两周开讲，请大家持续关注后续系列报告。