Mesterséges intelligencia által kifejlesztett új nanoanyag, könnyebb és erősebb, mint a titán

A TechSpot szerint a Torontói Egyetem (Kanada) Alkalmazott Tudományok és Mérnöki Karának tudósai gépi tanulási algoritmusokat alkalmaztak olyan nanorészecskék létrehozására, amelyek rendkívül tartósak, mégis könnyűek. Ez a technológia potenciálisan erős hatással lehet olyan területekre, mint az autóipar, a repülés és az űrkutatás.

A Tobin Filleter professzor vezette csapat olyan speciális nanostruktúrákat tervezett, amelyek mindössze néhány száz nanométer méretűek – olyan kicsik, hogy több mint 100 egymás mellé helyezett egységre lenne szükség az emberi hajszál vastagságának eléréséhez. Ezek az anyagok apró, ismétlődő blokkokból állnak, ami lehetővé teszi tulajdonságaik rugalmas testreszabását.

A kétfotonos 3D technológiával nyomtatott legmodernebb nanoanyag ötször erősebb, mint a titán, de olyan könnyű, hogy egy buborékon lebeg.

FOTÓ: UOFT MŰSZAKI HÍREK

Ez az első alkalom, hogy mesterséges intelligenciát (MI) alkalmaztak komplex architektúrájú nanorészecskék optimalizálására. Peter Serles, az Advanced Materials folyóiratban megjelent tanulmány vezető szerzője szerint az algoritmus nemcsak a meglévő szerkezeteket reprodukálja, hanem az alakváltozásokból is tanul, hogy hatékonyabban tudja előre jelezni az új szerkezeteket.

A csapat egy kétfotonos 3D nyomtatót használt anyagprototípusok létrehozásához, sikeresen előállítva optimalizált szén nanorácsokat mikro- és nanoskálán. Ezek a tervek több mint kétszer olyan erősek, mint a korábbi modellek, akár 2,03 megapascal feszültséget is elviselnek anyagköbméterenként, ami körülbelül ötször erősebb, mint a titán.

Ennek az anyagnak a lehetséges alkalmazásai széleskörűek. Filleter professzor úgy véli, hogy a repülőgépipar felhasználhatja őket ultrakönnyű alkatrészek gyártására repülőgépekhez, helikopterekhez és űrhajókhoz. A kutatócsoport becslése szerint a repülőgépek titánalkatrészeinek az új anyaggal való cseréje évente körülbelül 80 liter üzemanyagot takaríthatna meg minden kilogramm kicserélt anyag után, ami jelentősen hozzájárulna a repülőgépipar szén-dioxid-kibocsátásának csökkentéséhez.

A projekt az anyagtudománytól a gépi tanuláson, a kémián át a mechanikáig számos területet ötvöz, a Karlsruhei Műszaki Intézet (Németország), az MIT és a Rice Egyetem (USA) partnereinek részvételével. A kutatócsoport a jövőben folytatni fogja a termelés növelését és új anyagmátrixok tesztelését a súlycsökkentés érdekében, miközben megőrzi a nagy szilárdságot és merevséget.

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