Сегодня 02 апреля 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 🔥
MTS AI выпустила ИИ-модель Cotype Pro 2, которая станет основой ИИ-агентов для бизнеса 9 мин.
Мир в коробке с саранчой и одиночный кооператив: подробности отменённого ответвления Disco Elysium про Куно и Куну 60 мин.
Дональд Трамп намерен обсудить сделку с TikTok сегодня 4 ч.
Картинки в стиле Ghibli перегрузили серверы OpenAI — выпуск новых функций замедлен 11 ч.
У Ubisoft пока нет чёткого плана работы новой компании с Tencent — инвесторы и сотрудники нервничают 13 ч.
«Загрузки быстрее, чем в Doom (2016)»: эксперт Digital Foundry остался в восторге от Doom: The Dark Ages 13 ч.
Консоли задержат релиз постапокалиптического стелс-экшена Steel Seed от создателей Close to the Sun — объявлена новая дата выхода 15 ч.
ИИ-модель Llama запустили на ПК из прошлого тысячелетия на базе Windows 98 16 ч.
ChatGPT остаётся самым популярным чат-ботом с ИИ, но у конкурентов аудитория тоже растёт 18 ч.
Google сделает сквозное шифрование в Gmail доступным для всех 18 ч.
Meta выпустит умные очки с дисплеем и ценником выше $1000 уже к концу года 28 мин.
В Китае электролётам EHang разрешили перевозить людей по воздуху, но услуги аэротакси пока под запретом 30 мин.
Poco F7 Ultra и Poco F7 Pro — смартфоны с мощными чипами, продвинутыми системами камер и высокой надёжностью 40 мин.
НПК «Атроник» выпустила одноплатный компьютер формата PC/104-Plus с чипом Vortex86 DX3 42 мин.
Hyundai представила Insteroid — концепт электромобиля в стиле гоночных симуляторов 3 ч.
Amazon возобновила доставку товаров дронами в Техасе и Аризоне после двухмесячного перерыва 3 ч.
UMC открыла в Сингапуре новое передовое предприятие, снижая зависимость от Тайваня 5 ч.
Intel: Panther Lake возьмут всё самое лучше от актуальных Core и ангстремного техпроцесса 18A, но выйдут в 2026 году 7 ч.
Новая статья: Выбираем кулер для процессора Intel LGA1700 до 2 000 рублей 12 ч.
Garmin представила смарт-часы Vivoactive 6 с мониторингом энергии пользователя за $300 13 ч.