一、实验室简介

新型功能材料计算与应用实验室，是依托beat365在线唯一官网建设的湖南省普通高等学校重点实验室。实验室瞄准我国“十四五”规划中关于新材料、光电子与微纳电子、人工智能等重大创新领域的战略需求，紧扣湖南省“三高四新”战略及振兴地方经济建设目标，致力于创建一个以材料科学、数理科学、信息科学等多学科综合交叉为特色，以国家中长期科技发展战略和交叉基础前沿领域为导向，基础研究与应用紧密结合的新型实验室。通过建设和发展，力争成为具有国内领先水平的功能材料计算与应用创新平台及人才培养基地。

实验室现设有材料制备实验室、材料改性与表征实验室、锂离子电池实验室、太阳能实验室、风能实验室及科学计算集群等6个科研平台，形成了集材料设计、性能分析、实验验证与工程应用于一体的综合研究体系。实验室拥有较为完善的大型科研设备与高性能计算平台，包括CVD气相沉积实验炉、400M核磁共振仪、X-射线单晶衍射仪、电化学工作站、荧光分光光度计、STM隧道显微镜、GPU服务器及高性能科学计算集群等大型仪器设备39台（套），总价值近800万元，可满足新型功能材料的计算模拟、结构表征与性能分析需求。

实验室拥有一支学历结构合理、科研实力较强、富有创新活力的科研团队。现有科研人员40余人，其中硕士、博士研究人员30余人，涵盖数学、物理、新材料、信息与计算科学等多个学科方向。团队中高级职称人员占比较高，形成了以中青年学者为主体、多学科交叉融合的科研创新队伍。近年来，团队承担国家自然科学基金、湖南省自然科学基金及教育厅重点项目等多项科研任务，在新型功能材料计算与应用领域形成了较强的研究基础和学术影响力。

二、主要研究方向

实验室主要采用理论、实验和计算模拟等多种研究手段，从纳米尺度、原子分子尺度等多尺度围绕新型功能材料结构、功能及其应用展开研究，重点布局以下两个个方向：

1. 新型光电功能材料计算与应用

实验室围绕二维功能材料与新型光电材料开展理论设计、性能优化及实验制备研究。基于第一性原理计算与量子力学模拟，重点研究碳磷烯、硅磷烯、MXene等新型二维材料的电子结构、光学性质及能量转换性能，并结合实验手段实现相关材料的实验室制备与性能调控。实验室致力于突破高性能光电薄膜材料制备与应用中的关键技术问题，推动新型光电功能材料在新能源、智能传感、柔性电子器件及信息技术等领域中的应用。

2. 功能材料高性能计算

依托高性能计算平台与科学计算集群，实验室重点开展功能材料相关的高性能数值计算与并行优化研究。利用有限元高精度方法、非线性系统高效数值算法及多尺度建模技术，对功能材料的力学、电学、热学及光学性能进行高效模拟与预测分析，为材料结构优化与性能改性提供理论依据。实验室拟开发具有自主知识产权的功能材料计算与性能分析软件，推动高性能计算技术在新型功能材料研究中的深度应用。

三、科研成果与创新能力

近年来，实验室围绕新型功能材料计算与应用开展了大量高水平科研工作，取得了一系列具有代表性的科研成果。实验室先后承担湖南省自然科学基金“杰出青年”项目、国家自然科学基金项目、湖南省自然科学基金项目及教育部重点实验室开放课题等多项科研任务，在PNAS等国际重要期刊发表SCI、EI检索论文50余篇，授权发明专利及实用新型专利9项，获湖南省自然科学奖一等奖1项。 在新型功能材料研究方面，实验室围绕新能源材料、光电材料、储能材料及纳米功能材料等方向开展深入研究，形成了“理论设计—高性能计算—实验验证—工程应用”协同创新体系。实验室积极推进成果转化与产业合作，与中古生物技术有限公司、湖南统仕热交换科技有限公司等多家企业建立长期合作关系，并在永州、益阳等地建立示范推广基地，推动新型功能材料技术服务地方产业发展。

四、社会服务与发展前景

实验室始终坚持“科研育人、协同创新”的发展理念，积极推动科研平台建设与高层次人才培养相结合。近年来，实验室指导学生获国家级创新创业项目1项，在各类学科竞赛中获得省级一等奖30余项，培养了一批具有创新能力和科研素养的高素质应用型人才。

未来，实验室将继续瞄准国际新材料研究前沿，围绕国家重大科技需求与湖南省产业转型升级战略，进一步加强高性能计算平台建设与关键核心技术攻关，打造集基础研究、技术创新、成果转化与人才培养于一体的新型功能材料创新高地，为我国新材料产业发展和区域经济高质量发展提供重要科技支撑。