材料设计（Materials Design）是指 通过理论与计算预报新材料的组分、结构与性能，或者说，通过理论设计来“订做”具有特定性能的新材料。这当然说的是人们所追求的长远目标，并非目前就能充分实现的。尽管如此，由于分散态物理学、量子化学等相关根底学科的深人进展，以及计算机力量的空前提高，使得材料研制过程中理论和计算的作用越来越大，直至变得不可缺少。
材料设计的过程通常包括以下几个步骤：
需求分析：
确定所需材料的性能和应用场景。
理论计算：
利用量子化学、分子动力学等方法预测材料的组分、结构和性能。
实验验证：
通过实验验证理论计算的准确性，并进行必要的调整。
优化设计：
根据实验结果优化材料设计，以达到预期的性能。
材料设计的应用范围非常广泛，包括复合材料、超导材料、能源材料、智能材料等。通过材料设计，可以大幅降低新材料研发过程中的试错成本，提高研发效率，并最终实现具有特定性能的新材料的“订做”。
需要注意的是，材料设计是一个多学科交叉的领域，涉及材料科学、物理学、化学、计算机科学等多个学科的知识和技术。因此，材料设计师通常需要具备扎实的理论基础和丰富的实验经验，并能够熟练运用各种计算工具和模拟方法。
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