Nanomaterial baru yang dikembangkan oleh AI, lebih ringan dan lebih kuat dari titanium

Menurut TechSpot , para ilmuwan di Fakultas Sains dan Teknik Terapan di Universitas Toronto (Kanada) telah menerapkan algoritma pembelajaran mesin untuk menciptakan nanomaterial yang sangat tahan lama namun ringan. Teknologi ini berpotensi memberikan dampak yang kuat pada bidang-bidang seperti otomotif, penerbangan, dan antariksa.

Tim yang dipimpin oleh Profesor Tobin Filleter merancang nanostruktur khusus yang ukurannya hanya beberapa ratus nanometer – begitu kecilnya sehingga dibutuhkan lebih dari 100 unit yang ditumpuk berdampingan untuk mencapai ketebalan sehelai rambut manusia. Material-material ini terdiri dari blok-blok kecil yang berulang, sehingga memungkinkan kustomisasi fleksibel terhadap sifat-sifatnya.

Nanomaterial terbaik, dicetak menggunakan teknologi 3D dua-foton, lima kali lebih kuat dari titanium namun sangat ringan sehingga mengapung di atas gelembung

FOTO: BERITA TEKNIK UOFT

Ini adalah pertama kalinya kecerdasan buatan (AI) digunakan untuk mengoptimalkan nanomaterial dengan arsitektur kompleks. Menurut Peter Serles, penulis utama studi yang diterbitkan dalam jurnal Advanced Materials , algoritma ini tidak hanya mereproduksi struktur yang sudah ada, tetapi juga belajar dari perubahan bentuk untuk memprediksi struktur baru secara lebih efisien.

Tim ini menggunakan printer 3D dua-foton untuk membuat prototipe material, dan berhasil membuat nanolattice karbon yang dioptimalkan pada skala mikro dan nano. Desain ini dua kali lebih kuat daripada model sebelumnya, mampu menahan tekanan hingga 2,03 megapascal per meter kubik material, sekitar lima kali lebih kuat daripada titanium.

Potensi aplikasi material ini sangat luas. Profesor Filleter yakin bahwa industri penerbangan dapat memanfaatkannya untuk memproduksi komponen ultra-ringan untuk pesawat terbang, helikopter, dan pesawat ruang angkasa. Tim peneliti memperkirakan bahwa penggantian komponen titanium pada pesawat terbang dengan material baru ini dapat menghemat sekitar 80 liter bahan bakar per tahun untuk setiap kilogram material yang diganti, yang berkontribusi pada pengurangan emisi karbon yang signifikan dari industri penerbangan.

Proyek ini menggabungkan berbagai bidang ilmu material, pembelajaran mesin, kimia, hingga mekanika, dengan partisipasi mitra dari Institut Teknologi Karlsruhe (Jerman), MIT, dan Universitas Rice (AS). Ke depannya, tim peneliti akan terus meningkatkan skala produksi dan menguji matriks material baru untuk mengurangi bobot sekaligus mempertahankan kekuatan dan kekakuan yang tinggi.

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