Сегодня 04 апреля 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 🔥
Microsoft принудительно обновит до Windows 11 25H2 компьютеры с более старыми версиями ОС 2 ч.
В руководстве OpenAI провели очередные кадровые перестановки — частично вынужденные 3 ч.
Nvidia показала нейронное сжатие текстур: потребление видеопамяти упало почти в 7 раз 3 ч.
Суд обязал Netflix вернуть деньги за необоснованное повышение стоимости подписок, но только в одной стране 6 ч.
Anthropic ввела дополнительную плату за подключение OpenClaw к Claude 6 ч.
На Perplexity подали в суд за тайную передачу личных данных и переписок пользователей рекламщикам 6 ч.
Техподдержка NASA удалённо починила Microsoft Outlook на планшете командира лунной миссии Artemis II 6 ч.
Anthropic связала склонность Claude к шантажу и жульничеству с давлением и невыполнимыми задачами 12 ч.
Поддержка ИИ-моделью DeepSeek V4 ускорителей Huawei вызвала рост спроса на них в Китае 12 ч.
Новая статья: Life is Strange: Reunion — отчаяние приводит к успеху. Рецензия 17 ч.
ИИ на селе: NetApp и NTT протестировали геораспределённое обучение LLM 2 ч.
Учёные впервые наблюдали, как нечто внутри потока света двигалось быстрее него 2 ч.
Стартап CavilinQ получил $8,8 млн на разработку квантового интерконнекта для объединения квантовых компьютеров 3 ч.
Корабль Orion миссии Artemis II преодолел больше половины пути к Луне 4 ч.
Специалисты iFixit разобрали наушники Apple AirPods Max 2 — внутренняя компоновка не изменилась 4 ч.
Беспроводная оптическая связь внутри помещений показала новые рекорды скорости и эффективности 5 ч.
Apple распродала все Mac Studio с 256 Гбайт оперативки — сроки доставки растянулись до 4–5 месяцев 7 ч.
Удачно прилунившийся модуль Firefly Aerospace Blue Ghost рассказал о Луне нечто неожиданное 8 ч.
Китайские производители чипов завершили прошлый год рекордными объёмами выручки 10 ч.
Тестовый полёт космического корабля SpaceX Starship V3 в очередной раз перенесён на месяц 12 ч.