新材料AI工具

新材料AI工具分商用平台、开源模型、国产自研、专用库四类，覆盖结构生成、性能预测、分子模拟、实验闭环全流程。

一、国际商用AI材料平台

1. Microsoft MatterGen + MatterSim

• MatterGen：扩散模型，无机晶体逆向设计，输入目标模量/磁性直接生成稳定结构。

• MatterSim：宽温压（0–5000K，1–10⁷atm）原子相互作用势，金属/氧化物/硫化物模拟。

2. Citrine Informatics

• 材料信息学平台，主动学习+贝叶斯优化，实验闭环、配方优化、数据驱动预测。

• 适合：有结构化实验数据的研发团队。

3. MATLANTIS

• 日本AI材料模拟平台，高通量筛选、结构生成、性能预测，加速电池/催化/半导体研发。

4. MaXFlow（创腾科技）

• 国产商用，分子模拟+AI，高分子、催化、复合材料、含能材料，可视化工作流。

5. Physics AI（鸿之微）

• 国产“AI+MGE第五范式”，智能体驱动全链路：生成→仿真→实验闭环。

6. MatAi / iMatGPT

• 材料数据中心+大模型，文献智能检索、知识图谱、研发决策辅助。

二、开源AI模型（学术/自研首选）

1. 深度势能（DeePMD-kit）

• 深势科技主导，最流行机器学习势函数（MLIP），配合LAMMPS做大规模MD，精度接近DFT。

2. 图神经网络（GNN）家族

• CGCNN：晶体图卷积，形成能/带隙预测。

• MEGNet/M3GNet：材料能量/弹性/稳定性预测。

• CHGNet：晶体哈密顿图网络，快速结构弛豫、MD。

• ALIGNN：角线图网络，性能SOTA。

3. 生成式AI

• DiffCSP：扩散模型，晶体结构预测。

• ChemGPT/ChemBERTa：分子SMILES生成、化学文本理解。

• MatBERT：材料文献预训练，属性/合成预测。

4. 国产开源套件

• MindSpore Science（华为）：昇腾优化，SPONGE分子模拟、MoleculeMind。

• PaddleScience/PaddleMaterials（百度）：PINN、图网络、MatterGen/CHGNet集成。

5. NVIDIA ALCHEMI

• Batched MD/Conformer Search，GPU加速分子动力学、构象搜索，AIMNet2势函数。

三、分子/晶体模拟AI工具链

• RDKit：Python化学信息学，分子指纹、描述符、构象生成。

• PyMatGen：晶体结构处理、CIF解析、材料特征工程。

• VASP + AI插件：DFT+MLP加速弛豫/MD。

• OT-2 / LabSmith：AI驱动自动化合成/表征机器人。

• ASE：原子模拟环境，AI势函数接口统一。

四、大模型+实验闭环（前沿）

• CRESt（MIT）

◦ 多模态大模型，读文献+看电镜/XRD+自然语言交互+机器人实验闭环。

• Masgent

◦ LLM驱动AI代理，自然语言操控VASP/MD/结构建模。

五、按场景选型速查表

• 无机晶体/结构生成：MatterGen、DiffCSP、MATLANTIS

• 分子/有机/高分子：ChemGPT、RDKit、MaXFlow

• 大规模MD模拟：DeePMD、MatterSim、ALCHEMI

• 实验闭环/主动学习：Citrine、CRESt、Physics AI

• 国产/国产化替代：MaXFlow、鸿之微Physics AI、MindSpore Science