نانوماده جدیدی که توسط هوش مصنوعی ساخته شده، سبک‌تر و قوی‌تر از تیتانیوم است

به گزارش TechSpot ، دانشمندان دانشکده علوم کاربردی و مهندسی دانشگاه تورنتو (کانادا) با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشینی، نانوموادی بسیار بادوام اما سبک وزن تولید کرده‌اند. این فناوری پتانسیل تأثیرگذاری قوی بر حوزه‌هایی مانند خودرو، هوانوردی و فضا را دارد.

این تیم به رهبری پروفسور توبین فیلیتر، نانوساختارهای ویژه‌ای را طراحی کردند که اندازه آنها فقط چند صد نانومتر است - آنقدر کوچک که برای رسیدن به ضخامت موی انسان، بیش از ۱۰۰ واحد کنار هم چیده شده مورد نیاز است. این مواد از بلوک‌های کوچک و تکرارشونده ساخته شده‌اند که امکان سفارشی‌سازی انعطاف‌پذیر خواص آنها را فراهم می‌کند.

Vật liệu nano mới được phát triển nhờ AI, nhẹ và bền hơn cả titan- Ảnh 1. — نانوماده نهایی که با استفاده از فناوری سه‌بعدی دو فوتونی چاپ شده است، پنج برابر قوی‌تر از تیتانیوم است اما آنقدر سبک است که روی حباب شناور می‌شود.

این اولین باری است که از هوش مصنوعی (AI) برای بهینه‌سازی نانومواد با معماری‌های پیچیده استفاده شده است. به گفته پیتر سرلز، نویسنده اصلی این مطالعه که در مجله Advanced Materials منتشر شده است، این الگوریتم نه تنها ساختارهای موجود را بازتولید می‌کند، بلکه از تغییرات شکل نیز یاد می‌گیرد تا ساختارهای جدید را با کارایی بیشتری پیش‌بینی کند.

این تیم از یک چاپگر سه‌بعدی دو فوتونی برای ایجاد نمونه‌های اولیه مواد استفاده کرد و با موفقیت نانوشبکه‌های کربنی بهینه‌شده را در مقیاس میکرو و نانو ساخت. این طرح‌ها بیش از دو برابر مدل‌های قبلی قوی هستند و تا 2.03 مگاپاسکال تنش در هر متر مکعب از ماده را تحمل می‌کنند که حدود پنج برابر قوی‌تر از تیتانیوم است.

کاربردهای بالقوه این ماده گسترده است. پروفسور فیلیتر معتقد است که صنعت هوانوردی می‌تواند از آنها برای تولید قطعات فوق سبک برای هواپیماها، هلیکوپترها و فضاپیماها استفاده کند. تیم تحقیقاتی تخمین می‌زند که جایگزینی قطعات تیتانیومی در هواپیما با ماده جدید می‌تواند حدود ۸۰ لیتر سوخت در سال را برای هر کیلوگرم ماده جایگزین شده صرفه‌جویی کند و به کاهش قابل توجه انتشار کربن از صنعت هوانوردی کمک کند.

این پروژه زمینه‌هایی از علوم مواد، یادگیری ماشین، شیمی تا مکانیک را با مشارکت شرکایی از موسسه فناوری کارلسروهه (آلمان)، MIT و دانشگاه رایس (ایالات متحده آمریکا) ترکیب می‌کند. در آینده، تیم تحقیقاتی به افزایش تولید و آزمایش ماتریس‌های مواد جدید برای کاهش وزن در عین حفظ استحکام و سختی بالا ادامه خواهد داد.

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