Nytt nanomateriale utviklet av AI, lettere og sterkere enn titan

Ifølge TechSpot har forskere ved Fakultet for anvendt vitenskap og ingeniørfag ved Universitetet i Toronto (Canada) brukt maskinlæringsalgoritmer for å lage nanomaterialer som er svært slitesterke, men lette. Denne teknologien har potensial til å ha en sterk innvirkning på felt som biler, luftfart og romfart.

Teamet, ledet av professor Tobin Filleter, designet spesielle nanostrukturer som bare er noen få hundre nanometer store – så små at det ville være behov for mer enn 100 enheter stablet side om side for å nå tykkelsen på et menneskehår. Disse materialene er bygd opp av bittesmå, repeterende blokker, noe som muliggjør fleksibel tilpasning av egenskapene deres.

Det ultimate nanomaterialet, trykt med to-foton 3D-teknologi, er fem ganger sterkere enn titan, men så lett at det flyter på en boble.

FOTO: UOFT INGENIØRNYHETER

Dette er første gang kunstig intelligens (KI) har blitt brukt til å optimalisere nanomaterialer med komplekse arkitekturer. Ifølge Peter Serles, hovedforfatter av studien publisert i tidsskriftet Advanced Materials , reproduserer algoritmen ikke bare eksisterende strukturer, men lærer også av endringer i form for å forutsi nye strukturer mer effektivt.

Teamet brukte en to-foton 3D-printer for å lage materialprototyper, og klarte å fremstille optimaliserte karbon-nanogitter på mikro- og nanoskala. Disse designene er mer enn dobbelt så sterke som tidligere modeller, og tåler opptil 2,03 megapascal stress per kubikkmeter materiale, omtrent fem ganger sterkere enn titan.

De potensielle bruksområdene for dette materialet er vidtrekkende. Professor Filleter mener at luftfartsindustrien kan bruke dem til å produsere ultralette deler til fly, helikoptre og romfartøy. Forskerteamet anslår at det å erstatte titandeler på fly med det nye materialet kan spare omtrent 80 liter drivstoff per år for hver kilogram materiale som erstattes, noe som bidrar til en betydelig reduksjon i karbonutslipp fra luftfartsindustrien.

Prosjektet kombinerer felt fra materialvitenskap, maskinlæring, kjemi til mekanikk, med deltakelse fra partnere fra Karlsruhe Institute of Technology (Tyskland), MIT og Rice University (USA). I ​​fremtiden vil forskerteamet fortsette å skalere opp produksjonen og teste nye materialmatriser for å redusere vekt samtidig som høy styrke og stivhet opprettholdes.

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