Сегодня 12 мая 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 🔥
Doom: The Dark Ages по ошибке вышла в Steam раньше времени, но не для всех 2 ч.
«Давайте нам деньги и вычислительные ресурсы и не путайтесь под ногами»: OpenAI и Microsoft пытаются договориться о продолжении сотрудничества на фоне роста амбиций стартапа 3 ч.
Календарь релизов — 12–18 мая: Doom: The Dark Ages, The Precinct и Preserve 3 ч.
Remedy анонсировала закрытое тестирование шутера FBC: Firebreak по мотивам Control — сроки, системные требования, доступный контент 3 ч.
Nvidia выпустила драйвер GeForce с поддержкой Doom: The Dark Ages 5 ч.
Вышла новая версия песочницы Kaspersky Research Sandbox 3.0 с расширенными возможностями для ИБ-специалистов 5 ч.
Смартфоны Honor 400 смогут анимировать фото с помощью ИИ-генератора от Google 6 ч.
Датамайнер рассекретил планы Rockstar на ремастеры GTA IV и Max Payne 3 6 ч.
Основатель Amazon вложит в бывший ИИ-проект «Яндекса» $72 млн 7 ч.
В 2025 году объем рынка коммерческих платформ контейнеризации вырастет на 30 % 7 ч.
Google и Elementl реализуют в США три 600-МВт атомных проекта 2 ч.
Western Digital инвестирует в технологию вечного хранения данных на керамике Cerabyte 3 ч.
Оперативная память скоро подорожает: Samsung подняла контрактные цены на DRAM 5 ч.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» показал полярное сияние на Юпитере — в сотни раз ярче, чем на Земле 5 ч.
CoreWeave всего через несколько недель после IPO захотела взять в долг ещё $1,5 млрд 5 ч.
Облако.ру предлагает ИИ-системы, которые позволят запускать даже мощные ИИ-модели 6 ч.
Apple поднимет цены на iPhone, но пока не придумала, чем это объяснить 6 ч.
Акции техногигантов подскочили после приостановки тарифов между США и Китаем 7 ч.
Nvidia негласно подняла цены на все чипы: GeForce подорожали на 5–10 %, а ИИ-ускорители — на 10–15 % 7 ч.
Малайзия — это не просто ещё одна точка на карте. 5 причин, почему стоит выбрать серверы именно там 7 ч.