Materials-AI-Kit 是面向材料科学研究者的 AI 工具包，聚焦低碳建材与水泥基体系。
整合机器学习预测、配合比优化、文献管理和实用脚本，开箱即用。配合 NexusFlow 多智能体框架使用可实现自动化科研工作流。
最新基准：NexusFlow 在跨框架对比中得分 92/100（vs AutoGen 88 / CrewAI 85），复杂任务 94.4 分。详见 agent4science 对比报告。
materials-ai-kit/
├── models/ ← ML 模型
│ ├── property_predictor.py # CNN 强度预测（28d 抗压强度）
│ └── composition_optimizer.py # 配合比反演设计（约束优化）
├── scripts/ ← 实用脚本集
│ ├── ai/ # AI 辅助（文档生成、代码审查）
│ ├── data/ # 数据处理（特征工程、Pipeline）
│ ├── kb/ # 知识库管理（更新、验证）
│ ├── system/ # 系统监控（GPU、健康检查）
│ └── zotero/ # Zotero 集成（批量导入、论文→KB）
├── demo/ ← 在线演示面板
└── requirements.txt
from models import PropertyPredictor
predictor = PropertyPredictor()
result = predictor.predict({
"cement": 400, # kg/m³
"water": 180, # kg/m³
"aggregate": 1200, # kg/m³
"admixture": 5, # kg/m³
"fly_ash": 80, # kg/m³ (粉煤灰掺量)
"slag": 120 # kg/m³ (矿渣掺量)
})
print(f"预测 28d 强度: {result['strength_28d']:.1f} MPa")
print(f"CO₂ 排放: {result['co2_kg_m3']:.1f} kg/m³")from models import CompositionOptimizer
optimizer = CompositionOptimizer()
mix = optimizer.optimize(
target_strength=50.0, # MPa
constraints={
"water/binder": 0.45, # 最大水胶比
"sand_ratio": 0.35, # 砂率
"min_fly_ash": 50, # 最小粉煤灰掺量 kg/m³
"max_co2": 300 # 最大碳排放 kg/m³
},
objective="minimize_co2" # 优化目标
)
print(f"最优配合比: {mix}")
print(f"预计强度: {mix.strength:.1f} MPa")
print(f"预计碳排放: {mix.co2:.1f} kg/m³")# 数据处理 Pipeline
python scripts/data/mat_pipeline.py --input data.csv --output features.csv
# 知识库更新
python scripts/kb/kb_update.py --add new_paper.json
# GPU 监控
python scripts/system/gpu_monitor.py
# Zotero 批量导入
python scripts/zotero/zotero_batch.py --collection "cement"
# 知识库验证
python scripts/kb/kb_validate.py --check-links本工具包特别关注以下低碳建材方向：
| 方向 | 工具支持 | 说明 |
|---|---|---|
| SSC（煅烧粘土石灰石水泥） | 配合比优化 | LC3 体系配比设计 |
| 纳米改性混凝土 | 性能预测 | 纳米 SiO₂/TiO₂ 掺量优化 |
| 固废利用 | 数据 Pipeline | 煤矸石/粉煤灰/矿渣活性评估 |
| AI 辅助设计 | ML 模型 | CNN 强度预测 + 约束优化 |
在线演示面板展示材料性能预测和配合比优化效果：
# 本地运行 Demo
cd demo && python -m http.server 8080
# 访问 http://localhost:8080| 项目 | 说明 | 最近更新 |
|---|---|---|
| NexusFlow | 群体智能引擎（CDoL 认知分工，10-Agent） | 2026-07-14 |
| agent4science | 学术工具集 & 知识库入口 | 2026-07-15 |
| xuanshu-knowledge-base | 知识库 v2（524 篇论文 / 30 分类） | 2026-06-15 |
| xuanshu-ui-gallery | UI 风格库（6 种 CSS 主题） | 2026-06-14 |
| qiu | 秋 · 项目指南文档 | 2026-06-13 |
🏛️ XuanHub 开源生态
├── 🔬 NexusFlow ← 核心 AGI 框架 (v2.8, CDoL+端边云)
├── 📚 xuanshu-knowledge-base ← 知识库 (524篇 / 30分类)
├── 🧪 materials-ai-kit ← 材料AI工具包（本仓库）
├── 🧰 agent4science ← 学术工具集 & 评估引擎
├── 🎨 xuanshu-ui-gallery ← UI风格库 (6种CSS主题)
└── 📖 qiu ← 项目指南
MIT