Nytt nanomaterial utvecklat av AI, lättare och starkare än titan

Enligt TechSpot har forskare vid fakulteten för tillämpad vetenskap och teknik vid University of Toronto (Kanada) använt maskininlärningsalgoritmer för att skapa nanomaterial som är mycket hållbara men lätta. Denna teknik har potential att ha en stark inverkan på områden som bilar, flyg och rymd.

Teamet, lett av professor Tobin Filleter, designade speciella nanostrukturer som bara är några hundra nanometer stora – så små att mer än 100 enheter staplade sida vid sida skulle behövas för att nå tjockleken på ett mänskligt hårstrå. Dessa material är uppbyggda av små, upprepade block, vilket möjliggör flexibel anpassning av deras egenskaper.

Det ultimata nanomaterialet, tryckt med tvåfoton 3D-teknik, är fem gånger starkare än titan men så lätt att det flyter på en bubbla.

FOTO: UOFT ENGINEERING NEWS

Detta är första gången som artificiell intelligens (AI) har använts för att optimera nanomaterial med komplexa arkitekturer. Enligt Peter Serles, huvudförfattare till studien som publicerats i tidskriften Advanced Materials , reproducerar algoritmen inte bara befintliga strukturer utan lär sig också av formförändringar för att förutsäga nya strukturer mer effektivt.

Teamet använde en tvåfotons 3D-skrivare för att skapa materialprototyper och tillverkade framgångsrikt optimerade kolnanogitter på mikro- och nanoskala. Dessa konstruktioner är mer än dubbelt så starka som tidigare modeller och klarar upp till 2,03 megapascal spänning per kubikmeter material, ungefär fem gånger starkare än titan.

De potentiella tillämpningarna för detta material är omfattande. Professor Filleter tror att flygindustrin skulle kunna använda dem för att producera ultralätta delar till flygplan, helikoptrar och rymdfarkoster. Forskargruppen uppskattar att utbyte av titandilar på flygplan med det nya materialet skulle kunna spara cirka 80 liter bränsle per år för varje kilogram material som ersätts, vilket skulle bidra till en betydande minskning av koldioxidutsläppen från flygindustrin.

Projektet kombinerar områden från materialvetenskap, maskininlärning, kemi till mekanik, med deltagande av partners från Karlsruhe Institute of Technology (Tyskland), MIT och Rice University (USA). I ​​framtiden kommer forskargruppen att fortsätta att skala upp produktionen och testa nya materialmatriser för att minska vikten samtidigt som hög hållfasthet och styvhet bibehålls.

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