Nuevo nanomaterial desarrollado por IA, más ligero y resistente que el titanio

Según TechSpot , científicos de la Facultad de Ciencias Aplicadas e Ingeniería de la Universidad de Toronto (Canadá) han aplicado algoritmos de aprendizaje automático para crear nanomateriales altamente duraderos y ligeros. Esta tecnología tiene el potencial de tener un gran impacto en campos como la automoción, la aviación y el espacio.

El equipo, dirigido por el profesor Tobin Filleter, diseñó nanoestructuras especiales de tan solo unos cientos de nanómetros, tan pequeñas que se necesitarían más de 100 unidades apiladas una junto a la otra para alcanzar el grosor de un cabello humano. Estos materiales están compuestos por diminutos bloques repetitivos, lo que permite una personalización flexible de sus propiedades.

El nanomaterial definitivo, impreso mediante tecnología 3D de dos fotones, es cinco veces más resistente que el titanio, pero tan ligero que flota en una burbuja.

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Esta es la primera vez que se utiliza inteligencia artificial (IA) para optimizar nanomateriales con arquitecturas complejas. Según Peter Serles, autor principal del estudio publicado en la revista Advanced Materials , el algoritmo no solo reproduce estructuras existentes, sino que también aprende de los cambios de forma para predecir nuevas estructuras con mayor eficiencia.

El equipo utilizó una impresora 3D de dos fotones para crear prototipos de materiales, logrando fabricar con éxito nanorredes de carbono optimizadas a escala micro y nanométrica. Estos diseños son más del doble de resistentes que los modelos anteriores, soportando hasta 2,03 megapascales de tensión por metro cúbico de material, unas cinco veces más resistentes que el titanio.

Las posibles aplicaciones de este material son muy diversas. El profesor Filleter cree que la industria aeronáutica podría utilizarlo para producir piezas ultraligeras para aviones, helicópteros y naves espaciales. El equipo de investigación estima que sustituir las piezas de titanio de las aeronaves por el nuevo material podría ahorrar unos 80 litros de combustible al año por cada kilogramo de material sustituido, lo que contribuiría a una reducción significativa de las emisiones de carbono de la industria aeronáutica.

El proyecto combina campos que van desde la ciencia de los materiales, el aprendizaje automático, la química y la mecánica, con la participación de socios del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (Alemania), el MIT y la Universidad Rice (EE. UU.). En el futuro, el equipo de investigación continuará ampliando la producción y probando nuevas matrices de materiales para reducir el peso manteniendo una alta resistencia y rigidez.

Fuente: https://thanhnien.vn/vat-lieu-nano-moi-duoc-phat-trien-nho-ai-nhe-va-ben-hon-ca-titan-185250208091930271.htm