Vedci z University of Toronto a Caltechu využili umelú inteligenciu (AI) na navrhnutie revolučného materiálu, ktorý kombinuje pevnosť ocele s ľahkosťou polystyrénu. Tento nový materiál, známy ako nanomriežka, má potenciál výrazne ovplyvniť priemyselné odvetvia, ako je letectvo a kozmonautika.
AI urýchľuje vývoj nových materiálov
Tradične trvá materiálovým inžinierom roky experimentovania, aby optimalizovali štruktúry z hľadiska pevnosti, hmotnosti a odolnosti. S využitím strojového učenia však výskumníci analyzovali viac ako 100 miliónov možných nanostruktúr a identifikovali dizajny, ktoré najlepšie rozkladajú napätie pri zaťažení. AI tak predpovedala úplne nové geometrie mriežok, ktoré predtým neboli známe. To všetko za zlomok času.
Tieto štruktúry boli následne vytlačené pomocou 3D tlače do ultraľahkých nanomriežok, ktoré sa ukázali byť dvakrát pevnejšie ako predtým známe dizajny a päťkrát pevnejšie ako titán. Materiál dosiahol pri testoch pevnosť 1,5 GPa pri hustote iba 250 kg/m³, čo ho robí jedným z najefektívnejších známych materiálov v pomere pevnosť k hmotnosti.
Prekonanie limitov materiálovej vedy
Jedným z hlavných problémov v materiálovej vede je nájsť rovnováhu medzi pevnosťou a húževnatosťou. Mnohé nanoštruktúrované materiály sú síce veľmi tuhé, ale kvôli tejto tuhosti sú náchylné na náhle zlomenie. Nový materiál navrhnutý AI však tento problém prekonáva, čo z neho robí ideálneho kandidáta pre aplikácie vyžadujúce vysokú pevnosť a nízku hmotnosť.
Mohlo by vás zaujímať:
- Reakcia na DeepSeek? OpenAI priniesol rýchlejší a dostupnejší ChatGPT o3-mini. Navyše je zadarmo.
- Chôdza ako gekón? Nový polymér inšpirovaný prírodou znižuje riziko pošmyknutia na ľade
- Ako jednotlivé krajiny okolo nás regulujú umelú inteligenciu?
Dopad na priemysel a letectvo
Implementácia tohto materiálu v leteckom priemysle by mohla viesť k výrazným úsporám paliva. Napríklad nahradenie titánových komponentov v lietadlách týmto novým materiálom by mohlo ušetriť až 80 litrov paliva ročne na každý kilogram vymeneného materiálu. Okrem toho je materiál schopný absorbovať až 85 % energie pri náraze, čo by mohlo zvýšiť bezpečnosť konštrukcií v automobilovom a leteckom priemysle.
Budúcnosť materiálového inžinierstva s AI
Tento pokrok naznačuje, že AI môže zohrávať kľúčovú úlohu v budúcnosti materiálového inžinierstva, urýchľovať objavy a umožňovať vývoj nových materiálov s vlastnosťami, ktoré predtým neboli dosiahnuteľné.
