По данным TechSpot , ученые факультета прикладных наук и инженерии Торонтского университета (Канада) применили алгоритмы машинного обучения для создания наноматериалов, которые являются очень прочными, но легкими. Эта технология может оказать сильное влияние на такие области, как автомобилестроение, авиация и космос.
Команда под руководством профессора Тобина Филлета разработала специальные наноструктуры размером всего в несколько сотен нанометров — настолько малые, что для достижения толщины человеческого волоса потребовалось бы более 100 единиц, сложенных бок о бок. Эти материалы состоят из крошечных повторяющихся блоков, что позволяет гибко настраивать свойства.
Ультимативный наноматериал, напечатанный с использованием двухфотонной 3D-технологии, в пять раз прочнее титана, но настолько легкий, что плавает на пузыре
ФОТО: НОВОСТИ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ UOFT
Это первый случай использования искусственного интеллекта (ИИ) для оптимизации наноматериалов со сложной архитектурой. По словам Питера Серлеса, ведущего автора исследования, опубликованного в журнале Advanced Materials , алгоритм не только воспроизводит существующие структуры, но и учится на изменениях формы, чтобы более эффективно предсказывать новые структуры.
Команда использовала двухфотонный 3D-принтер для создания прототипов материалов, успешно изготовив оптимизированные углеродные нанорешетки в микро- и наномасштабах. Эти конструкции более чем в два раза прочнее предыдущих моделей, выдерживая до 2,03 мегапаскалей напряжения на кубический метр материала, что примерно в пять раз прочнее титана.
Потенциальные области применения этого материала весьма обширны. Профессор Филлетер считает, что авиационная промышленность могла бы использовать их для производства сверхлегких деталей для самолетов, вертолетов и космических аппаратов. Исследовательская группа подсчитала, что замена титановых деталей на самолетах на новый материал могла бы сэкономить около 80 литров топлива в год на каждый килограмм замененного материала, что способствовало бы значительному сокращению выбросов углерода в авиационной промышленности.
Проект объединяет области материаловедения, машинного обучения, химии и механики с участием партнеров из Технологического института Карлсруэ (Германия), Массачусетского технологического института и Университета Райса (США). В будущем исследовательская группа продолжит масштабировать производство и тестировать новые матрицы материалов для снижения веса при сохранении высокой прочности и жесткости.
Источник: https://thanhnien.vn/vat-lieu-nano-moi-duoc-phat-trien-nho-ai-nhe-va-ben-hon-ca-titan-185250208091930271.htm
Комментарий (0)