Сегодня 22 февраля 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 🔥
Новая статья: Reanimal — мастер-класс, но не без изъянов. Рецензия 9 ч.
Не только Cyberpunk 2077: на мощных Android-устройствах заработали AAA-игры для ПК, но с ограничениями 16 ч.
Apple создаёт локального ИИ-агента для iPhone, который сможет управлять приложениями за пользователя 19 ч.
Roblox обеспечила больше роста игровой индустрии, чем Steam, PlayStation и Fortnite вместе взятые 19 ч.
Microsoft: смена руководства в Xbox не повлечёт сокращений и закрытия студий 22 ч.
WhatsApp научится скрывать сообщения под спойлеры — прямо как другой популярный мессенджер 22 ч.
Фил Спенсер и президент Xbox Сара Бонд ушли из Microsoft — Microsoft Gaming возглавила специалист по ИИ 21-02 01:39
Новая статья: Mewgenics — девяти жизней может не хватить. Рецензия 21-02 00:04
«Гонка вооружений» в сфере ИИ бессмысленна — США и Китай преследуют совершенно разные цели 20-02 23:37
У Steam произошёл массовый сбой: миллионы игроков не могут войти в CS2, Dota 2 и другие игры 20-02 22:25
Phison E28 добрался до MSI: компания представила SSD с защитой от потери данных 17 мин.
Google готова помогать деньгами тем облачным провайдерам, которые используют её ускорители 21 мин.
Мартовский старт лунной миссии Artemis II оказался под угрозой срыва из-за обнаруженной технической проблемы 54 мин.
Игровая консоль Steam Deck оказалась в дефиците по всему миру 3 ч.
AMD подстрахует Crusoe, продаст ей свои чипы и сама же арендует их, если что-то пойдёт не так 9 ч.
Тайна «снеговиков» на краю Солнечной системы раскрыта спустя шесть лет 10 ч.
Lenovo установила дедлайн для заказов по старым ценам — дальше из-за дефицита памяти будет рост 10 ч.
G42 из ОАЭ и Cerebras построят в Индии национальный ИИ-суперкомпьютер с царь-ускорителями WSE-3 18 ч.
Nautilus представила универсальный 4-МВт CDU 18 ч.
SpaceX создала систему мониторинга спутников ради безопасности орбиты — бесплатную для всех, но при одном условии 21 ч.