Проектираха нов материал - здрав като стомана, но изключително лек

Проектираха нов материал - здрав като стомана, но изключително лек. Изобретението е дело на изследователи от Факултета по приложни науки и инженерство към Университета в Торонто, съобщава Phys.org. Те са използвали машинно обучение, за да проектират наноструктуриран материал, който има здравината на въглеродна стомана, но лекотата на стиропор.

Професор Тобин Филетер е ръководител на екипа, който публикува изследването в Advanced Materials. Автор е Питър Серлес.

Изследването описва как са разработили наноматериали със свойства, които предлагат противоречива комбинация от изключителна здравина и леко тегло, правейки ги приложими в много различни индустрии.

Наноматериалите са направени от малки градивни блокове с размери от едва няколкостотин нанометра - ще са необходими повече от 100 от тях, подредени в един ред, за да достигнат дебелината на човешки косъм.

Тези градивни елементи, които в този случай са от въглерод, са подредени в сложни 3D структури.
За да проектират своят материал, Серлес и Филетер са работили с професор Сеунгуа Рю и докторант Джинук Йо от Корейския институт за напреднали науки и технологии (KAIST).

Екипът на KAIST е използвал многоцелеви алгоритъм за машинно обучение, който е предвидил най-добрата възможна геометрия на градивните блокове за да осигури равномерно разпределение на напрежението върху материала.

Серлес е използвал метод за 3D принтиране в микро и нано мащаб, създавайки оптимизирани въглеродни нанорешетки, за да създаде прототип.

Резултатите от тестовете са показали, че тези оптимизирани нанорешетки са повече от удвоили здравината на съществуващите дизайни.

„Надяваме се, че тези нови дизайни на материала в крайна сметка ще доведат до ултралеки компоненти за употреба в самолети, хеликоптери и дори космически кораби. По този начин може да се намали нужното количество гориво по време на полет, като същевременно се поддържа безопасността“, казва Филетер.

„Например, ако трябва да замените компоненти, изработени от титан в самолетите с този материал, бихте спестявали гориво от 80 литра годишно за всеки килограм материал, който смените“, добавя Серлес.

„Следващите ни стъпки ще се съсредоточат върху по-нататъшното подобряване на мащаба на тези дизайни на материали, за да се даде възможност за рентабилни макромащабни компоненти“, завършва Филетер.