在过去的五年里，芝加哥一直是高科技材料创新的中心，位于芝加哥的分层材料设计中心(Center for hierarchy materials Design)的第二阶段已被选定为资助项目。美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology)在未来五年内为这个总部位于芝加哥的多机构中心额外拨款2,500万美元。
CHiMaD由西北大学主办，其他合作伙伴包括芝加哥大学、阿贡国家实验室、奎斯蒂克创新公司和ASM材料教育基金会。NIST还与50多名参与嵌合研究的研究人员进行了主要合作。
CHiMaD的任务是开发新一代的计算工具、数据库和实验技术，使新型材料的设计能够应对重大的社会挑战。该中心还将这些工具和技术转移到工业领域，并培训下一代材料创新者。
“CHiMaD汇集了两个主要大学的知识分量材料设计领域的创新国家实验室与深材料方面的专业知识和先进的计算,一个创业公司在计算材料的前沿设计,加工,NIST的特征和发展实力,”胡安·德·巴勃罗说,刘家族分子工程学教授和副总统在芝加哥大学国家实验室他是该中心三位联合主任之一。
在芝加哥大学分子工程研究所的开创性研究工作中，de Pablo帮助开发了许多用于模拟材料行为的高级计算算法和方法——从分子到宏观尺度。他认为CHiMad是独一无二的中心。
他补充说:“通过与领先企业建立有意义的合作关系，CHiMaD已将自己打造成一个位于技术前沿的国家和国际材料创新思维中心。这些企业依赖于快速的设计周期，将产品加速推向市场。”“CHiMaD的下一阶段有望产生令人兴奋的新发现，这些新发现将很快进入产品领域。”
CHiMaD致力于推进国家材料基因组计划，该计划旨在通过理论、计算和实验科学相结合，加快新材料发现的步伐。
“CHiMaD的核心目标是实现材料基因组计划的承诺，”西北大学麦考密克工程学院(McCormick School of Engineering)材料科学与工程弗兰克·c·恩格尔哈特(Frank C. Engelhart)教授、该中心联席主任彼得·福尔希斯(Peter Voorhees)说。“我们正在设计新材料，从纳米电子聚合物到高温金属合金，旨在加快这些材料的工业设计周期，同时降低制造成本。”我们还将继续加强世界上最大的公共领域材料数据收集，这是我们材料设计工作的核心。”
“材料基因组构建基础设施建立在我们的头五年里,我们期待着展示的一般方法计算材料设计通过应用我们的基本数据库的创建小说,高性能材料应用程序从电子产品到太空旅行,”格雷戈里·b·奥尔森说的沃尔特·p·墨菲西北大学材料科学与工程教授,中心主任。
设计材料采用物理理论，先进的计算机模型，庞大的材料性能数据库和复杂的计算，以加快设计一种新的材料与特定的应用特定的性能。自2013年投入使用以来，近300名CHiMaD和NIST的研究人员已经开发出用于电池、电子产品、3D打印油墨、耐极端环境的结构等的新材料。
CHiMaD特别专注于创造新的“层次材料”，它利用不同尺度上不同的结构细节——从原子到上——来实现特殊的、增强的特性。层次结构材料的一个例子是骨，它是由矿物和蛋白质在分子水平上组合而成的微观纤维，然后再组合成中空纤维，最后形成高度复杂的“骨”材料。
设计材料的技术有可能彻底改变新先进材料的发展，从而创造出整个行业。据估计，从实验室发现一种新材料到首次投入商业使用的平均时间可以长达20年;材料基因组计划的目标是将其减半。