Сегодня 03 сентября 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 🔥
ЕС продолжит строго регулировать технологическую отрасль, несмотря на угрозы Трампа 4 ч.
Cloudflare отразила самую мощную в истории DDoS-атаку — 11,5 Тбит/с в пике 4 ч.
SAP инвестирует более €20 млрд в суверенное облако для поддержки европейских клиентов 4 ч.
Инсайдер: амбициозная Resident Evil Requiem выйдет на Nintendo Switch 2 и даже PS4 4 ч.
ИИ-блокнот Google NotebookLM научился спорить сам с собой в формате аудиообзоров 5 ч.
Конкуренты Google негодуют из-за того, что суд разрешил ей сохранить Chrome 5 ч.
Количество зрителей на Twitch упало до самого низкого уровня за 5 лет из-за борьбы с ботами 5 ч.
«Вы объявили об этом только из-за “Таркова”»: анонс скорого релиза эвакуационного шутера Arena Breakout: Infinite в Steam удивил игроков 5 ч.
ChatGPT получит родительский контроль и научится выявлять психологические проблемы у пользователей 6 ч.
Суд разрешил Google дальше платить Apple миллиарды за установку её поиска в Safari по умолчанию 6 ч.
Acer представила новые геймерские мониторы Nitro — до 40 дюймов, до 5K и до 360 Гц 10 мин.
GlobalFoundries объявила о готовности к массовому развёртыванию решений в сфере кремниевой фотоники 17 мин.
Acer представила настольный ИИ-суперкомпьютер Veriton GN100 за $3999 на основе Nvidia GB10 Blackwell 2 ч.
Acer представила игровые ноутбуки Nitro V 16 и Nitro V 16S на базе Intel Core 9 270H и GeForce RTX 5070 2 ч.
Acer представила компактную ИИ-станцию Veriton GN100 за $4000 с суперчипом NVIDIA GB10 3 ч.
Acer представила килограммовый 16-дюймовый ноутбук Swift Air 16 с функциями ИИ 4 ч.
Tesla рассказала, кто покупает её автопилот — наибольшей популярностью FSD пользуется у владельцев дорогих моделей 5 ч.
Tesla представила четвёртый «Генеральный план», но так и не разобралась с предыдущими 5 ч.
FS представила оптические коммутаторы DCS-W и 800G LPO-трансивер для задач ИИ и НРС 5 ч.
Intel потратила больше других чипмейкеров на исследования, но ей это не особо помогло 6 ч.