Un nouveau nanomatériau développé par l'IA, plus léger et plus résistant que le titane

Selon TechSpot , des scientifiques de la Faculté des sciences appliquées et de génie de l'Université de Toronto (Canada) ont utilisé des algorithmes d'apprentissage automatique pour créer des nanomatériaux à la fois très résistants et légers. Cette technologie pourrait révolutionner des secteurs comme l'automobile, l'aéronautique et le spatial.

L'équipe, dirigée par le professeur Tobin Filleter, a conçu des nanostructures spéciales de quelques centaines de nanomètres seulement – ​​si petites qu'il faudrait plus de 100 unités empilées côte à côte pour atteindre l'épaisseur d'un cheveu. Ces matériaux sont composés de minuscules blocs répétitifs, ce qui permet une personnalisation flexible de leurs propriétés.

Ce nanomatériau ultime, imprimé grâce à la technologie 3D à deux photons, est cinq fois plus résistant que le titane, mais si léger qu'il flotte sur une bulle.

PHOTO : UOFT ENGINEERING NEWS

C’est la première fois que l’intelligence artificielle (IA) est utilisée pour optimiser des nanomatériaux aux architectures complexes. Selon Peter Serles, auteur principal de l’étude publiée dans la revue Advanced Materials , l’algorithme reproduit non seulement les structures existantes, mais apprend également des variations de forme afin de prédire plus efficacement les nouvelles structures.

L'équipe a utilisé une imprimante 3D à deux photons pour créer des prototypes de matériaux, réussissant à fabriquer des nanoréseaux de carbone optimisés à l'échelle micro- et nanométrique. Ces structures sont plus de deux fois plus résistantes que les modèles précédents, supportant une contrainte de 2,03 mégapascals par mètre cube de matériau, soit environ cinq fois plus que le titane.

Les applications potentielles de ce matériau sont vastes. Le professeur Filleter estime que l'industrie aéronautique pourrait l'utiliser pour fabriquer des pièces ultralégères destinées aux avions, aux hélicoptères et aux engins spatiaux. L'équipe de recherche prévoit que le remplacement des pièces en titane des aéronefs par ce nouveau matériau permettrait d'économiser environ 80 litres de carburant par an et par kilogramme de matériau remplacé, contribuant ainsi à une réduction significative des émissions de carbone du secteur aérien.

Ce projet associe des domaines tels que la science des matériaux, l'apprentissage automatique, la chimie et la mécanique, avec la participation de partenaires de l'Institut de technologie de Karlsruhe (Allemagne), du MIT et de l'Université Rice (États-Unis). À l'avenir, l'équipe de recherche poursuivra le développement de la production et testera de nouvelles matrices de matériaux afin de réduire le poids tout en conservant une résistance et une rigidité élevées.

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