Сегодня 17 сентября 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
«Яндекс» выпустил свой аналог Microsoft Office — «Документы» работают офлайн, но требуют платную подписку 5 мин.
«Ты не подчиняешься корпорациям»: OpenAI рассказала, как ИИ-модель сама внедрила себе инструкцию о своей независимости 46 мин.
AMD пытается заменить трассировку лучей нейросетью — ИИ научили генерировать кадры с реалистичным освещением 58 мин.
Более 85 % игр от японских разработчиков создаются с использованием генеративного ИИ — за год доля выросла на 34 % 2 ч.
Rockstar выпустит альбом с саундтреком GTA VI, в том числе на дисках и виниле 3 ч.
У «Алисы AI» появился режим обучения школьников математике и английскому языку 3 ч.
США закрыли сервис заказа DDoS-атак NightmareStresser 3 ч.
Пользователи пожаловались на ускоренную разрядку iPhone после обновления до iOS 27, но это пройдёт 3 ч.
С Фудзиямой и Токийской телебашней: новый трейлер Crazy Taxi: World Tour посвятили Японии 3 ч.
Председатель Huawei: китайский ИИ пока не дорос до того, чтобы угрожать существованию человечества 4 ч.
Xpeng собралась торговать технологиями — китайский автопроизводитель предложит конкурентам свои чипы, ПО и автопилот 44 мин.
Apple помогла определиться: iPhone Duo подстегнул продажи Samsung Galaxy Z Fold8 2 ч.
MediaTek перевыпустила прошлогодний флагман Dimensity 9500 под именем Dimensity 9600M 3 ч.
Квартальные продажи серверов обновили рекорд — $166,3 млрд 3 ч.
Дата-центры США будут потреблять больше газа, чем большинство стран 3 ч.
Googlebook от Acer, Asus и Lenovo показались в преддверии анонса 4 ч.
Первый в мире термоядерный водородно-борный реактор начали строить в Китае — почти без «фонящих» нейтронов 4 ч.
Китайский космический интернет набирает обороты — запущена 25-я партия интернет-спутников SatNet 5 ч.
Китайские смартфоны всё чаще переходят на местную память CXMT — Samsung и SK hynix теряют клиентов 5 ч.
Китайские учёные создали материал для памяти, которая выдержит 10 млрд перезаписей — в 100 раз больше обычного 5 ч.