Сегодня 09 ноября 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Rockstar и PlayStation устроят в Майами фестиваль «безостановочной музыки» от звёзд саундтрека GTA VI 41 мин.
Apple начала продавать дополнительные запросы к ИИ за $50 — тем, кому подписки Creator Studio недостаточно 3 ч.
ЕС захотел встроить в сервисы Google, Meta и TikTok выключатель функций, вызывающих цифровую зависимость 3 ч.
«Абеляр, расчисти мой календарь»: трейлер с датой релиза Warhammer 40,000: Dark Heresy приятно удивил игроков 3 ч.
Эксклюзивы PlayStation вернулись: Sony стала маркировать главные игры PS5 знаком PlayStation Exclusive 4 ч.
Instagram с помощью ИИ вычислит «миллионы подростков» по всему миру — даже если они притворяются взрослыми 5 ч.
Тернус решил ускорить разработку ПО Apple — для этого придётся ослабить контроль 8 ч.
NFS уже не та: в Steam открылось тестирование безумных гонок на офисных креслах Need for Seat 9 ч.
Спустя 15 лет Skyrim превратилась в MMO — стартовала открытая «бета» амбициозного мода Aurbis 10 ч.
Apple бросилась догонять OpenAI и Meta: Тернус требует превратить Siri в мощного ИИ-агента 11 ч.
Любовно-шпионский скандал вокруг главы Nvidia обрастает китайскими связями — в истории всплыл след Alibaba 34 мин.
Google представила ИИ-ускорители TPU 8tx и TPU 8i Max 2 ч.
Amazon не сдалась после провала Astro и готовит нового домашнего робота 2 ч.
Sony представила особую версию PlayStation Portal с увеличенной памятью и жёсткой привязкой к региону 2 ч.
Китайская SMEE наладила массовый выпуск литографов, которые на 90 % состоят из китайских компонентов 2 ч.
Лунная ракета NASA SLS продырявила ионосферу Земли так, что это могло вызвать фатальные сбои GPS 4 ч.
Китай вступился за Дженсена Хуанга и назвал шпионский скандал клеветой 4 ч.
Google представила ИИ-ускорители TPU 8tx и TPU 8i Max, заточенные под конфиденциальность и огромные контексты 5 ч.
Xiaomi раскрыла дату глобального анонса флагманов Xiaomi 18 Pro и Pro Max 6 ч.
Скандал вокруг Дженсена Хуанга показал, насколько Nvidia зависит от своего основателя и его детей 8 ч.