Сегодня 01 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 🔥
Apple из-за эксплойта DarkSword изменила схему обновления iOS 18 мин.
Неизвестные вторглись в среду разработки Cisco — похищены данные проектов компании и её клиентов 2 ч.
С 1 апреля в России стало недоступным пополнение Apple ID с мобильного телефона 2 ч.
Xiaomi запустила обновление до HyperOS 3.1 вне Китая 3 ч.
«Сделаем не игру, а шедевр»: разработчики Stellar Blade купили новую студию создателя Resident Evil, Dino Crisis и The Evil Within 3 ч.
Продажи Crimson Desert превысили четыре миллиона копий, а акции Pearl Abyss достигли максимума за четыре года 5 ч.
Обновление Anthropic Claude случайно раскрыло перспективные функции чат-бота, включая виртуального питомца по типу Тамагочи 5 ч.
Microsoft заменит приложение «Удалённый рабочий стол» на Windows App 5 ч.
В iOS 27 появится улучшенная автокоррекции ввода для клавиатуры iPhone 14 ч.
Google представила ИИ-модель Veo 3.1 Lite для генерации видео до 8 секунд — он дешевле Veo 3.1 и Veo 3.1 Fast 15 ч.
СТИ ввела в эксплуатацию вторую очередь ЦОД «Дубна-М» 2 мин.
Японцы создали прототип настольного ускорителя частиц — он разгоняет электроны до «скорости света» на масштабе муравья 7 мин.
В России стали чаще покупать восстановленные ноутбуки — б/у дешевле, но часто не хуже новых 14 мин.
Fitbit выпустит фитнес-браслет без экрана — это будет конкурент Whoop 2 ч.
Toshiba начала поставки HDD вместимостью до 34 Тбайт с SMR и стеклянными пластинами 2 ч.
Стартап Nothing ведёт разработку умных очков с поддержкой ИИ 2 ч.
Новая архитектура квантовых платформ резко приблизила взлом биткоина и ключей шифрования, и это не шутка 2 ч.
Минувший квартал стал для Microsoft худшим с 2008 года — инвесторы разочарованы 2 ч.
В Китае множество роботакси внезапно замерло в потоке из-за массового сбоя 2 ч.
Китай испытал самый тяжёлый в мире беспилотник грузоподъёмностью 3,5 тонны — он создан для взлёта с коротких полос 4 ч.