Сегодня 08 октября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Прочные как сталь и лёгкие как пена — ИИ придумал новые материалы для космоса и транспорта

Традиционный выбор материалов для транспортных средств невелик: во всех случаях в первую очередь приходится учитывать массу и искать компромисс между прочностью и лёгкостью. Появление 3D-печати открыло новую страницу в этой области, позволяя за счёт сложной внутренней архитектуры «распорок» снижать массу деталей без ухудшения их прочности. Машинное обучение открывает следующую страницу, помогая предсказать наилучшую наноархитектуру материалов для максимальной прочности.

 Материал из 18,7 млн ячеек в решёитке на вершине мыльного пузыря. Источник изображения: Peter Serles / University of Toronto Engineering

Материал из 18,7 млн ячеек в решётке на вершине мыльного пузыря. Источник изображения: Peter Serles / University of Toronto Engineering

Исследователи с факультета прикладных наук и инженерии Университета Торонто (University of Toronto) использовали машинное обучение для разработки наноструктурных материалов, которые обладают прочностью углеродистой стали и лёгкостью пенополистирола. Статья по результатам работы вышла 23 января 2025 года в журнале Advanced Materials. В документе рассказывается о процессе создания наноматериалов, свойства которых сочетают в себе исключительную прочность, малый вес и возможность настройки. Этот подход может принести пользу широкому спектру отраслей промышленности, от автомобильной до аэрокосмической.

«Наноархитектурные материалы сочетают в себе высокоэффективные формы, например, мост из треугольников наноразмерных размеров, что позволяет использовать эффект ”чем меньше, тем прочнее" для достижения одного из самых высоких соотношений прочности и жёсткости к весу среди всех материалов, — говорит Питер Серлес (Peter Serles), ведущий автор новой статьи. — Однако стандартные формы и геометрия решёток, как правило, имеют пересечения под острыми углами, что ведёт к проблеме концентрации напряжений. Это приводит к раннему локальному разрушению материалов, ограничивая их общий потенциал [прочности]».

Подключив к поиску решения коллег из Южной Кореи (KAIST), которые провели машинное обучение по заданным параметрам с использованием многоцелевой байесовской оптимизации, исследователи смогли предсказать наилучшие геометрические конфигурации наноструктур с точки зрения оптимального распределения напряжений в материале.

Согласно расчётам, двухфотонный полимеризационный 3D-принтер, размещённый в Центре исследований и применения жидкостных технологий (CRAFT), распечатал образцы наноархитектурного материала в виде оптимизированных углеродных решёток. Проверка показала, что прочность нового материала в пять раз выше, чем у титана.

 Источник изображения: Advanced Materials 2025

Источник изображения: Advanced Materials 2025

Представленные учёными наноархитектурные материалы состоят из крошечных блоков — повторяющихся элементов размером в несколько сотен нанометров. Потребовалось бы собрать более 100 таких элементов в ряд, чтобы они достигли толщины человеческого волоса. Эти строительные блоки, выполненные из углерода, расположены в виде сложных трёхмерных структур — нанорешёток. Если из таких материалов изготавливать, например, фюзеляжи самолётов, они смогут летать дальше на том же запасе топлива благодаря уменьшению массы без потери прочности.

Не исключено, что это станет ключом к созданию летающих автомобилей будущего. Сейчас их развитие ограничено ёмкостью батарей, но снижение веса за счёт новых материалов может позволить таким транспортным средствам летать дольше и дальше.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
В Steam открылось тестирование Valor Mortis от разработчиков Ghostrunner — ролевого боевика от первого лица в духе Dark Souls и BioShock 46 мин.
Самое большое дополнение в истории Crusader Kings 3 не заставит себя долго ждать — дата выхода и новый трейлер All Under Heaven 3 ч.
Изгнанные Маском без выходного пособия топ-менеджеры Twitter добились «справедливости» через суд 3 ч.
Ninja Gaiden 4, Baldur’s Gate, новая игра от создателей Psychonauts и многое другое: Microsoft раскрыла первые новинки Game Pass после подорожания 4 ч.
«Билайн Big Data & AI» и IVA Technologies займутся совместной разработкой ИИ-продуктов 4 ч.
«Интернет — не свалка для негатива»: в китайских соцсетях массово банят пессимистов 4 ч.
Еврокомиссия выделит €1 млрд на внедрение ИИ в десяти отраслях 5 ч.
Демоны, титаны и невообразимые ужасы: новый геймплейный трейлер Painkiller показал, почему в чистилище веселее с друзьями 5 ч.
Российский рынок IaaS и PaaS отметился 30-проценным ростом с начала года 6 ч.
Beeline Cloud представил комплексное решение для работы с «1С» в защищённом облаке 8 ч.
Нобелевскую премию по химии за 2025 года присудили за открытие «домика для молекул» 3 ч.
Sennheiser представила наушники HDB 630 — «первый беспроводной продукт для аудиофилов» 3 ч.
AOC представила 27- и 32-дюймовые игровые мониторы на Fast IPS с разрешением до 4K и частотой до 320 Гц 5 ч.
Дженсен Хуанг «удивился» условиям сделки между AMD и OpenAI, но назвал её «хитрым ходом» 5 ч.
Сатья Наделла, Дженсен Хуанг и Майкл Делл спасли нового главу Intel от быстрой отставки 5 ч.
Google намерена построить до шести ЦОД рядом с остановленной АЭС DAEC в Айове, которую хотят перезапустить 5 ч.
Струйно-перовскитные технологии Ricoh снимут Японию с иглы зависимости от китайских солнечных панелей 5 ч.
Samsung получит шанс взять реванш над SK hynix благодаря сделке OpenAI и AMD 5 ч.
Китайские поставщики кремниевых пластин скоро начнут вытеснять мировых лидеров 6 ч.
Не Windows, а золото: из старых британских ПК, лишённых обновлений Microsoft, можно извлечь драгметаллы на £1,8 млрд 6 ч.