Сегодня 26 июня 2026
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 🔥
Мультиплеер Bloodborne на ПК станет реальностью — разработчики эмулятора shadPS4 готовят ответ PlayStation Network 10 мин.
Фанаты Resident Evil 2 спустя 28 лет поисков установили личность загадочного бойфренда Джилл Валентайн 2 ч.
«Безликая толпа» навсегда отстранила основателя «Википедии» от её редактирования 3 ч.
Фанаты выдают желаемое за действительное: авторитетное издание опровергло слухи о планах Rockstar на выпуск дискового издания GTA VI 3 ч.
«Рискуют разочаровать фанатов»: ветеран Bethesda предостерёг Xbox насчёт ускорения разработки The Elder Scrolls VI и Fallout 5 4 ч.
Альтернативный клиент Telega объявил о закрытии с 1 июля 6 ч.
На платформе ClawHub обнаружены вредоносные навыки для ИИ-агента OpenClaw 8 ч.
«Глоток свежего воздуха»: игроков впечатлил час геймплея гоночного экшена Clutch от бывших разработчиков Forza Horizon 8 ч.
Meccha Chameleon обогнала все хиты 2026 года по скорости продаж — 10 миллионов за две с половиной недели 9 ч.
Google Gemini 3.5 Flash научилась полностью управлять компьютерами 9 ч.
Моддер научил контроллер Steam самостоятельно возвращаться к зарядному устройству 28 мин.
Qualcomm готовит Snapdragon 8 Elite Gen 6 Pro и ещё несколько флагманских чипов, разобраться в которых будет непросто 3 ч.
«Неустойчивая бизнес-модель»: Volkswagen готовится уволить до 100 000 сотрудников и закрыть четыре завода 3 ч.
Valve отказалась от громких обещаний по поводу производительности Steam Machine 3 ч.
Из-за ИИ ноутбуки и смартфоны подорожают ещё сильнее, а потом могут стать дефицитом 3 ч.
Американские учёные разработали электронный «нос», способный вынюхивать опасные продукты 4 ч.
Внеземная АЭС и не только: власти России раскрыли планы по освоению Луны и изучению Венеры 4 ч.
Apple начала продавать восстановленные MacBook Neo — по недавней цене новых 4 ч.
Под Сергиевым Посадом началось строительство ЦОД для «Авито» 4 ч.
Британская больница Queen Alexandra объявила о критическом инциденте — чиллеры её ЦОД отказали на фоне рекордной жары 5 ч.