AZON.моби
  • Новости
  • Обзоры
  • Смартфоны
  • Игры
  • Криптовалюты
No Result
View All Result
AZON.моби
No Result
View All Result
AZON.моби
Home Новости

Сверхлегкий материал, прочнее титана ─ ИИ рассчитал оптимальную структуру

11.02.2025
Share on FacebookShare on Twitter
Сверхлегкий материал, прочнее титана ─ ИИ рассчитал оптимальную структуру

Исследователи из Университета Торонто разработали уникальный материал, совместив машинное обучение (ИИ) с нанотехнологиями. Это открытие может кардинально изменить целые отрасли, от аэрокосмической до автомобильной промышленности.

Этоинтересно

Автор Kenshi: «Слишком много игр делают игрока успешным, это невероятно скучно»

Автор Kenshi: «Слишком много игр делают игрока успешным, это невероятно скучно»

13.05.2025
Специалисты «Решетнева» активно наращивают производство волноводов

Специалисты «Решетнева» активно наращивают производство волноводов

13.05.2025

Инженеры десятилетиями пытались создать материалы, которые были бы одновременно легкими и чрезвычайно прочными. Это особенно важно в аэрокосмической сфере, где даже незначительное уменьшение веса может существенно сэкономить топливо и улучшить эффективность. Традиционные материалы, такие как алюминий и титан, имеют свои ограничения, а углеродное волокно, хоть и революционное, не является идеальным решением.

Канадские ученые решили использовать наноструктурированные материалы, которые имитируют природные формы, такие как кости, ракушки или соты. Они создали геометрии, которые равномерно распределяют нагрузку, избегая слабых мест, где может начаться разрушение.

Чтобы найти оптимальные формы, исследователи применили Байесовую оптимизацию — метод машинного обучения, который помогает выбирать лучший вариант среди множества возможных. Они использовали данные из тысяч компьютерных симуляций, чтобы определить наиболее эффективные формы для своих карбоновых нанорешеток.

Как работает технология?

«Наноархитектурные материалы сочетают высокоэффективные формы, подобные треугольным конструкциям в мостах, но на наноуровне, что позволяет достичь рекордного соотношения прочности к весу», — объясняет Питер Серлс, главный автор исследования.

Алгоритм создал тысячи возможных конструкций, которые тестировались в виртуальной среде с помощью метода конечных элементов (расчетов на прочность). Затем компьютерная программа постепенно совершенствовала эти конструкции, пока не нашла оптимальные структуры с максимальной прочностью и жесткостью при минимальном весе.

Надлегкий матеріал, міцніший за титан ─ ШІ розрахував оптимальну структуру
Многоцелевая Байесова оптимизация для генеративной конструкции углеродных нанорешеток с высокой жесткостью и прочностью при низкой плотности / Advanced Materials

Отобранные конструкции исследователи воспроизвели физически с помощью двухфотонной полимеризации — метода 3D-печати с нанометровой точностью.

Они создали решетки, состоящие из структур толщиной всего от 300 до 600 нм. Затем эти решетки (6,3×6,3×3,8 мм), состоящие из 18,75 млн отдельных клеток, подвергали пиролизу — нагреванию до 900°C в среде азота, что превращало полимер в стекловидный углерод.

СпецпроектыІнтертелеком переходить на GSM: якісніший зв’язок, низька абонентська плата і три формати SIM-карт

Оптимизированные нанорешетки более чем вдвое увеличили прочность предыдущих конструкций. Они выдержали нагрузку 2,03 мегапаскаля на кубический метр на килограмм плотности. В перспективе это более чем в 10 раз превосходит прочность многих легких материалов, таких как алюминиевые сплавы или углеродное волокно. Они также в 5 раз прочнее титана.

«Это первый случай, когда машинное обучение использовано для оптимизации наноструктурированных материалов, и результаты нас поразили», — говорит Серлс. «ИИ не просто повторял известные удачные геометрии, а создавал совершенно новые эффективные формы.»

Интересно, что чем меньше нанорешетки, тем они прочнее. Это связано с «эффектом размера» — явлением, при котором материалы на чрезвычайно малых масштабах ведут себя иначе.

Ученые обнаружили, что при уменьшении диаметра углеродных балок до 300 нанометров их прочность резко возрастала. Это объясняется тем, что на наноуровне атомы углерода выстраиваются в структуры, которые обеспечивают максимальную жесткость. Внешний слой балок состоял на 94% из sp²-связанного углерода, который известен своей исключительной прочностью. Благодаря этому материал выдерживает огромные нагрузки, не ломаясь.

Практическое применение

Этот прорыв может значительно изменить аэрокосмическую отрасль, производство самолетов, вертолетов и космических аппаратов. Более легкие детали позволят уменьшить расход топлива и сократить выбросы.

«Например, замена титанового компонента самолета на наш материал может сэкономить 80 литров топлива в год на каждый килограмм замененного материала», — отмечает Серлс.

Исследователи планируют масштабировать свои разработки для коммерческого использования. Их следующие шаги будут направлены на создание полноценных конструкций с этими материалами, сохраняя их прочность и легкость. Также планируется продолжать поиск новых конструкций, которые позволят еще больше уменьшить плотность материала без потери прочности.

Источник: zmescience

Другие новости

Автор Kenshi: «Слишком много игр делают игрока успешным, это невероятно скучно»

Автор Kenshi: «Слишком много игр делают игрока успешным, это невероятно скучно»

13.05.2025
Специалисты «Решетнева» активно наращивают производство волноводов

Специалисты «Решетнева» активно наращивают производство волноводов

13.05.2025
Илон, на этот раз обойдется без взрыва Starship? SpaceX готовится к девятому полету ракеты Starship — с новым стартовым окном 21 мая

Илон, на этот раз обойдется без взрыва Starship? SpaceX готовится к девятому полету ракеты Starship — с новым стартовым окном 21 мая

13.05.2025
Спин-«Офис»: первый кадр сериала «Газета» возвращает Оскара из оригинального шоу

Спин-«Офис»: первый кадр сериала «Газета» возвращает Оскара из оригинального шоу

13.05.2025
Unifoil Hydroflyer Sport — новый гидрофойл для опытных райдеров

Unifoil Hydroflyer Sport — новый гидрофойл для опытных райдеров

13.05.2025
50 «Москвичей» — это только начало: на Кубу отправят еще больше машин отечественного производства

50 «Москвичей» — это только начало: на Кубу отправят еще больше машин отечественного производства

13.05.2025
Next Post
Одиночный майнер Bitcoin добыл целый блок стоимостью $300 000

Одиночный майнер Bitcoin добыл целый блок стоимостью $300 000

0 0 голоса
Рейтинг статьи
Подписаться
Уведомить о
guest
guest
0 комментариев
Старые
Новые Популярные
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии

Популярные новости

  • Стоимость акций Alphabet упала на 8% после заявления Apple о рекордной потере трафика — Google отрицает

    Стоимость акций Alphabet упала на 8% после заявления Apple о рекордной потере трафика — Google отрицает

    1 shares
    Share 0 Tweet 0
  • Пятый эпизод “Одни из нас” сравнили с игрой — вышло хуже

    1 shares
    Share 0 Tweet 0
  • Western Digital и Cerabyte создадут керамические накопители, способные хранить данные в течение 5000 лет

    0 shares
    Share 0 Tweet 0
  • Промпт-инжинирнг больше не профессия, а просто навык

    0 shares
    Share 0 Tweet 0
  • На этот раз обошлось без взрывов двигателей. Состоялся успешный прожиг ракеты Starship S35, девятый испытательный полет может состояться в конце мая

    0 shares
    Share 0 Tweet 0

Подписка на новости


Информация

Использование любых материалов сайта разрешается при условии ссылки на AZON.mobi
Интернет-СМИ должны использовать прямую открытую для поисковых систем гиперссылку. Ссылка должна размещаться в подзаголовке или в первом абзаце материала.
Редакция сайта может не разделять точку зрения авторов статей и ответственности за содержание републицируемых материалов не несет.

Мы в соцсетях

ТОП новости

Stellar подскочил на 38%, обрушив XRP

Stellar подскочил на 38%, обрушив XRP

13.05.2025
Автор Kenshi: «Слишком много игр делают игрока успешным, это невероятно скучно»

Автор Kenshi: «Слишком много игр делают игрока успешным, это невероятно скучно»

13.05.2025
  • Разместить новости

© 2006-2024 AZON.mobi
Новости высоких технологий. All rights reserved.

No Result
View All Result
  • Новости
  • Игры
  • Криптовалюты
  • Обзоры
  • Смартфоны

© 2006-2024 AZON.mobi
Новости высоких технологий. All rights reserved.

wpDiscuz
0
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
()
x
| Ответить