ตามรายงานของ TechSpot นักวิทยาศาสตร์ จากคณะวิทยาศาสตร์ประยุกต์และวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยโตรอนโต (แคนาดา) ได้นำอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องจักรมาใช้เพื่อสร้างนาโนวัสดุที่มีความทนทานสูงแต่มีน้ำหนักเบา เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพที่จะส่งผลกระทบอย่างมากต่อสาขาต่างๆ เช่น ยานยนต์ การบิน และอวกาศ
ทีมวิจัยซึ่งนำโดยศาสตราจารย์โทบิน ฟิลเลเตอร์ ได้ออกแบบโครงสร้างนาโนพิเศษที่มีขนาดเล็กเพียงไม่กี่ร้อยนาโนเมตร ซึ่งเล็กมากจนต้องใช้โครงสร้างมากกว่า 100 หน่วยวางเรียงซ้อนกันเพื่อให้ได้ความหนาเท่ากับเส้นผมของมนุษย์ วัสดุเหล่านี้ประกอบด้วยบล็อกเล็กๆ ที่เรียงซ้ำกัน ทำให้สามารถปรับแต่งคุณสมบัติต่างๆ ได้อย่างยืดหยุ่น
วัสดุนาโนขั้นสูงสุดที่พิมพ์โดยใช้เทคโนโลยี 3D โฟตอนสองตัวมีความแข็งแกร่งกว่าไททาเนียมถึง 5 เท่าแต่เบามากจนลอยอยู่บนฟองอากาศได้
ภาพ: ข่าวสารวิศวกรรม UOFT
นี่เป็นครั้งแรกที่มีการใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพนาโนวัสดุที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อน ตามที่ Peter Serles ผู้เขียนหลักของการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Advanced Materials ระบุว่าอัลกอริทึมไม่เพียงแต่สร้างโครงสร้างที่มีอยู่แล้วซ้ำเท่านั้น แต่ยังเรียนรู้จากการเปลี่ยนแปลงรูปร่างเพื่อคาดการณ์โครงสร้างใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วย
ทีมวิจัยได้ใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบโฟตอนสองตัวเพื่อสร้างต้นแบบวัสดุ และสามารถผลิตโครงตาข่ายคาร์บอนนาโนที่ปรับให้เหมาะสมในระดับไมโครและนาโนได้สำเร็จ การออกแบบเหล่านี้มีความแข็งแรงมากกว่ารุ่นก่อนหน้าถึงสองเท่า โดยทนทานต่อแรงเครียดได้มากถึง 2.03 เมกะปาสกาลต่อลูกบาศก์เมตรของวัสดุ ซึ่งแข็งแรงกว่าไททาเนียมประมาณห้าเท่า
วัสดุชนิดนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย ศาสตราจารย์ฟิลเลเตอร์เชื่อว่าอุตสาหกรรมการบินสามารถใช้วัสดุชนิดนี้ในการผลิตชิ้นส่วนน้ำหนักเบาพิเศษสำหรับเครื่องบิน เฮลิคอปเตอร์ และยานอวกาศได้ ทีมวิจัยคาดว่าการเปลี่ยนชิ้นส่วนไททาเนียมบนเครื่องบินด้วยวัสดุชนิดใหม่นี้จะช่วยประหยัดเชื้อเพลิงได้ประมาณ 80 ลิตรต่อปีสำหรับวัสดุทุกกิโลกรัมที่เปลี่ยน ซึ่งจะช่วยลดการปล่อยคาร์บอนจากอุตสาหกรรมการบินได้อย่างมาก
โครงการนี้ผสมผสานสาขาต่างๆ ตั้งแต่วิทยาศาสตร์วัสดุ การเรียนรู้ของเครื่องจักร เคมี ไปจนถึงกลศาสตร์ โดยมีพันธมิตรจาก Karlsruhe Institute of Technology (เยอรมนี) MIT และ Rice University (สหรัฐอเมริกา) เข้าร่วมด้วย ในอนาคต ทีมวิจัยจะขยายขนาดการผลิตและทดสอบเมทริกซ์วัสดุใหม่ๆ ต่อไปเพื่อลดน้ำหนักในขณะที่ยังคงความแข็งแรงและความแข็งเอาไว้
ที่มา: https://thanhnien.vn/vat-lieu-nano-moi-duoc-phat-trien-nho-ai-nhe-va-ben-hon-ca-titan-185250208091930271.htm
การแสดงความคิดเห็น (0)